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【中3理科】力学的エネルギーの保存の仕組みとは?例題でわかる公式の使い方

力学的エネルギーの保存アイキャッチ画像 中3理科
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中学3年理科。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について学習します。「物体を高いところから落とすと速くなるのはなぜ?」「坂道をすべるソリは、どこまで加速するの?」
こんな疑問に答えてくれるのが、中学3年生で学ぶ『力学的エネルギーの保存』という考え方です。
この単元では、位置エネルギーや運動エネルギーといったエネルギーの関係を通して、物体の動きや高さ、速さの変化を数学的にとらえることができるようになります。

この記事では、「力学的エネルギーの保存とは何か?」をわかりやすく解説するとともに、公式の使い方を例題つきで紹介します。テスト対策にも役立つ内容になっているので、ぜひ最後までチェックしてみてください!

  • レベル:★★☆☆
  • 重要度:★★★☆
  • ポイント:エネルギーのグラフの変化
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力学的エネルギーとは

高い場所にある物体が持つエネルギーである位置エネルギーと、運動している物体が持つエネルギーである運動エネルギーは、一つにまとめることができます。位置エネルギーと運動エネルギーを一つにまとめたものを力学的エネルギーといいます。

力学的エネルギー=位置エネルギー+運動エネルギー

力学的エネルギーは、位置エネルギーと運動エネルギーの和であるといわれます。

実は、位置エネルギーと運動エネルギーは似たようなもので、互いに移り変わっているだけのエネルギーなのです。なので、ひとまとめにして力学的エネルギーといったりします。

力学的エネルギー

力学的エネルギー
次の文中の( )に適する語を入れよ。

高いところにある物体が持つエネルギーを( ① )といい、運動している物体が持つエネルギーを( ② )という。①と②は互いに移り変わるので、その和である( ③ )は一定に保たれる。これを( ④ )という。

解答①位置エネルギー ②運動エネルギー ③力学的エネルギー ④力学的エネルギーの保存

力学的エネルギーの保存

空気の抵抗や摩擦がはたらかない場合、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という性質があります。これを力学的エネルギーの保存、もしくは、力学的エネルギー保存の法則といいます。

力学的エネルギー保存則

摩擦などがはたらいてしまう場合、力学的エネルギーは保存されません。力学的エネルギーの一部が、熱エネルギーなどに移り変わってしまうからです。

力学的エネルギーの保存
下の文中の( )に適する語を入れよ。

空気の抵抗や( ① )がはたらかない場合、力学的エネルギーは一定に保たれるが、空気の抵抗や①がはたらく場合は、力学的エネルギーの一部が( ② )エネルギーなどに移り変わるため、保存されない。

解答①摩擦 ②熱

中3理科
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