エネルギー(6問)

問に対する答、またはカッコに入る適切なものを選べ。

エネルギーとは何か。

1) 仕事をする能力2) 物体が持つ固有の値3) 継続的に発生する力4) 他の物体に対してはたらく力

解答解説○ ×
1*ある物体が他の物体に対して仕事ができる状態に有る場合、その物体はエネルギーを持っているという。エネルギーの単位は仕事と同じJ(ジュール)である。

物体の高さと、物体にはたらく重力にそれぞれ比例するエネルギーを何というか。

1) 運動エネルギー2) 高エネルギー3) 位置エネルギー4) 化学エネルギー

解答解説○ ×
3*高いところにある物体は、落下させると他の物体に対して仕事をすることができる。この高いところにある物体の持つエネルギーを位置エネルギーと呼ぶ。位置エネルギーは高さと重力にそれぞれ比例する。

物体の質量に比例し、物体の(   )が大きいほど大きくなるエネルギーを運動エネルギーという。

1) 力2) 密度3) 速さ4) 抵抗

解答解説○ ×
3*運動している物体は他の物体に衝突することで仕事をすることができる。この運動する物体の持つエネルギーを運動エネルギーと呼ぶ。運動エネルギーは物体の質量と、速さの2乗にそれぞれ比例する。

物体を自由落下させた場合、高さが低くなると位置エネルギーは小さくなる。この減ったエネルギーはどうなったのか。

1) 消えた2) 化学エネルギーとして物体に蓄えれれる3) 運動エネルギーに変わる4) 他の物体の位置エネルギーに変わる

解答解説○ ×
3*落下運動は一定の力(重力)がかかり続ける運動なので、落下するときは速さが0でも徐々に速さが速くなる。つまり、落下して高さが低くなるとその分、速さが速くなる。エネルギーでみると位置エネルギーが運動エネルギーに変わっているといえる。

力学的エネルギーとは何か。

1) すべてのエネルギーの和2) 位置エネルギーと運動エネルギーの和3) バネを縮めたときのエネルギー4) 熱エネルギーと化学エネルギーの和

解答解説○ ×
2*位置エネルギーと運動エネルギーの和を力学的エネルギーという。

力学的エネルギー保存の法則はどれか。

1) エネルギーは様々な形に変化するが、その総和は一定である。2) 位置エネルギーが運動エネルギーに変わるとき、摩擦や空気の抵抗によって熱エネルギーも出る。3) エネルギーを他のエネルギーに変換する場合、目的とするエネルギー以外にほとんどの場合熱エネルギーになってしまう。4) 摩擦や空気抵抗がなければ位置エネルギーと運動エネルギーの和は一定である。

解答解説○ ×
4*落下運動や振り子の運動などで、物体の高さが低くなると速さが大きくなる。このとき摩擦や空気の抵抗がなければ位置エネルギーが減った分だけ運動エネルギーが増える。つまり位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは一定に保たれる。これを力学的エネルギー保存の法則(または力学的エネルギーの保存)という。

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