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25_80 物理基礎:物体の運動とエネルギー / 物理基礎:エネルギー(運動・位置・力学的)

物理基礎 運動エネルギーの公式の求め方

著者名: 藤山不二雄
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はじめに

運動している物体の速度を変化させるために必要なエネルギー(仕事)のことを運動エネルギーと言います。ここではこの運動エネルギーの計算式を説明していきましょう。

運動エネルギーの計算式を求めてみます

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重さがm(kg)の物体が速さv(m/s)で左から右へ移動しているとき、この物体に進んでいる方向とは逆向き(この場合右から左)に一定の力(-F)を加えてみます。すると、物体は減速して止まります。
力を加えてから止まるまでの距離をx(m)としましょう。このとき、減速しながら進む物体の加速度「a」は
 より  となります。

ここで1つ思い出してください。
等加速度直線運動の公式にこのようなものがありました。


ここでは 
 

  
なので、これらを代入して





Fxは、仕事「ω」に相当するものでしたので
 となります。

Wの単位はJ(ジュール)でしたね。すなわちこの物体は、J(ジュール) のエネルギーを持っていることを意味します。

このエネルギーこそが運動エネルギー(運動している物体の速度を変化させるために必要なエネルギー)であり、この運動エネルギーをKというアルファベットを用いて表します。


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チャート式 新物理ⅠB・Ⅱ』 数研出版
『教科書 物理Ⅰ』 東京書籍

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