第３章仕事とエネルギー�K（エネルギー保存の法則と慣性の法則）

１．導入

前回は実験のまとめをして，力学的エネルギーの問題を解きました。 今日は少しだけ話をして3学期の内容を終わりたいと思います。

２．エネルギー保存の法則

デコピンの実験の感想に，「はじめの運動エネルギーはどこにいってしまったのか？」 というものがありました。まあ，摩擦力によって仕事をされた分， 運動エネルギーは減ってしまったのですが，それはどこにいったのでしょう？
NS君：「･･･」
じゃあ，手を100回擦ってみてください。
NS君：「えっ？」
ちょっとやってごらん。どうなる？
NS君：「熱くなります。」
つまり，運動エネルギーが熱エネルギーに変わったとも言えるのです。 実際，摩擦による熱を「摩擦熱」といいます。
じゃあ，ボールがある。これを落とすともとの位置までは返ってこないよね。 はじめの位置エネルギーは何になったの？
生徒：「音？」
おっ！いいね。音のエネルギーになる。他には？
生徒：「･･･」
じゃあ，100回拍手してごらん。手が熱くなるでしょ。 熱エネルギーにも変わっているってわけです。

つまり，何が言いたいかというと， 摩擦とか非保存力が働いていたら，「力学的」エネルギーは保存しない。 でも，その分，音とか熱とかのエネルギーになっているから， 全部のエネルギーを考えると，変わっていない。 これを「エネルギー保存の法則」といいます。

ただし，他のものとやりとりがあってはいけない。 難しい言葉だと「孤立系」というけど， 断絶されていたら全エネルギーは変わらないのです。 地球なんかは一見断絶されていそうだけど， 太陽からエネルギーをもらって，外へもエネルギーを出しているので， 保存していない（収支は合っているかもしれないけど）。 宇宙全体を見たらエネルギーは変わらないだろうね。

３．慣性の法則

もう一度，エネルギーの原理をみてください。

はじめの運動エネルギー＋された仕事＝あとの運動エネルギー

ここで，物体が仕事をされなかったらどうなる？ はじめの運動エネルギーとあとの運動エネルギーは同じになる。 つまり？そう，はじめとあとで速さは変わらない。
ちょっと強引だけど，これは「慣性の法則」だと言えます。 つまり，物体が押されたり引っ張られたりしなければ， 物体はそのままの速さで動き続けるわけですよね。
はじめの頃は，押されていないと止まってしまうと考えていた人もいると思いますが， 逆に押されるとどんどん速くなってしまうことはここからもわかるね。

（等速円運動などは同じ速さですが，方向が変わっているので， 慣性の法則ではありません。それは置いておいて， 慣性の法則を理解してほしかったのです。）

４．問題演習

配布した問題を自由に解かせました。 前回同様，自由に歩いてもよいとしました。 生徒は教えあって理解していました。

５．まとめ

以上で3学期の内容は終わりです。まだまだ理解できていないこともあると思いますが， まずはよく復習してみてください。わからなければ質問にきてね。

授業を終えて。。。
・エネルギー保存の法則も慣性の法則も，ただの話になっていて眠くなってしまう。 もう少し具体的につめるべきであった。

← もどる 仕事とエネルギー�J

このページの 　トップへ

すすむ　→ 仕事とエネルギーの反省