力学的エネルギー保存則の公式は何ですか?

機械エネルギー保存の法則の式は、K + U = 固定値です。これは、閉じた系における系の総機械エネルギー (運動エネルギーと位置エネルギーの合計) が一定に保たれること、つまり運動エネルギーが一定であることを意味します。エネルギーと位置エネルギーはシステム内で相互に変換できますが、総機械エネルギーは常に変化しません。

機械エネルギー保存則の公式

機械エネルギー保存則の公式は:

K + U = 固定値

ここで:

• K : 物体の運動エネルギー
• U: 物体の位置エネルギー

意味

機械エネルギー保存の法則では、閉じた系 (外力のない系) では、総機械エネルギーは次のようになります。システム (運動エネルギーと位置エネルギーの合計) は一定のままです。言い換えれば、運動エネルギーと位置エネルギーはシステム内で相互に変換できますが、総力学的エネルギーは常に同じままです。

詳しい説明

動いている物体は運動エネルギーを生成し、力場の中にある物体は位置エネルギーを生成します。力学的エネルギー保存の法則によれば、運動エネルギーと位置エネルギーは相互に変換できますが、それらの合計は同じままです。

例

• 振り子: 振り子が揺れるとき、その最高点で最大の位置エネルギーと最小の運動エネルギーを持ちます。最低点までスイングすると、位置エネルギーが最小になり、運動エネルギーが最大になります。振り子のスイング中の総機械エネルギーは一定のままです。
• 自由落下: 物体が高さから自由落下すると、その位置エネルギーは運動エネルギーに変換されますが、総力学的エネルギーは変化しません。
• トランポリン: 人がトランポリンでジャンプすると、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。このサイクルでは、運動エネルギーは位置エネルギーに変換されます。

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