定義位置エネルギー教科書では基準より高さ h にある質量 m の物体の重力による位置エネルギー U は U = mgh で表されます。言いかえると高いほど大きく、重いほど大きくなります。ただし、どこを高さ 0 と決めるかで数値は変わるので、問題では基準面を最初に確かめることが大切です。
位置エネルギー教科書では基準より高さ h にある質量 m の物体の重力による位置エネルギー U は U = mgh で表されます。言いかえると高いほど大きく、重いほど大きくなります。ただし、どこを高さ 0 と決めるかで数値は変わるので、問題では基準面を最初に確かめることが大切です。
公式位置エネルギーの公式高さの基準を決めると、重力による位置エネルギーを 1 本の式で扱えます。重力による位置エネルギーU = mgh質量 m の物体が、基準面から高さ h だけ上にあるときの位置エネルギー U を求めます。U位置エネルギーm質量g重力加速度h基準面からの高さ使うときのコツh は絶対の高さではなく、決めた基準面からの高さです。解くコツ式に入る前に、どこを高さ 0 としているかを確認すると、h の取り違えを防げます。
重力による位置エネルギーU = mgh質量 m の物体が、基準面から高さ h だけ上にあるときの位置エネルギー U を求めます。U位置エネルギーm質量g重力加速度h基準面からの高さ使うときのコツh は絶対の高さではなく、決めた基準面からの高さです。
比較種類増えるとき代表例重力による位置エネルギー高く上げる棚の上の本弾性力による位置エネルギーばねを縮める・伸ばすおもちゃのばね共通点状態が変わるまだ動いていなくてももつ種類重力による位置エネルギー増えるとき高く上げる代表例棚の上の本種類弾性力による位置エネルギー増えるときばねを縮める・伸ばす代表例おもちゃのばね種類共通点増えるとき状態が変わる代表例まだ動いていなくてももつ位置エネルギーは、今の運動ではなく状態の違いに注目して考えます。
要点計算のコツ位置エネルギーの問題では、m・g・h を入れる前に「どこを高さ 0 とするか」を決めるだけで見通しがよくなります。1重力による位置エネルギーは U = mgh で求める2高さ h は、決めた基準面からどれだけ上かで考える3単位は J で、運動エネルギーと足し合わせて考えられる
図解U-h グラフでは、重力による位置エネルギーは高さに比例してまっすぐ増えます。高さを 2 倍にすると U も 2 倍になるので、運動エネルギーの『2 乗で効く』増え方との違いも見分けやすくなります。
例場面質量 2.0 kg の物体を、床を基準に高さ 3.0 m まで持ち上げた。g = 10 m/s² とする。順に考えると位置エネルギーは U = mgh = 2.0 × 10 × 3.0 = 60 J です。ここで h は床からの高さとして読んでいます。もし机の上を基準にすると h の値が変わるので、最初にどこを 0 とするかを確認するのが大切です。ここが結論この物体の位置エネルギーは 60 J です。高さの基準を決めてから式に入れましょう。
