　実験　　力学的エネルギーの保存

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１．目　　的　振り子の運動から，重力による位置エネルギーの減少と運動エネルギー

　　　　　　　の増加の関係を調べて，力学的エネルギーの保存をたしかめてみる。

２．準　　備　鉄製スタンド，金属球（直径２.５ｃｍ程度），カーボン紙，白紙，定規

　　　　　　　セロハンテープ，カミソリの刃，糸，手袋

３．方　　法

（１）金属球に糸をつけ，スタンドの印の

　　部分に固定する。金属球が最下点Ａに

　　あるときの床からの高さＨ〔ｍ〕を測

　　定する。

（２）球がＢ点にあてるときの高さＨ'〔ｍ〕

　　を測定する。

（３）白紙の上にカーボン紙を重ね，床の

　　適当な位置に接着テープで止める。

（４）球をＢ点から静かにはなすと，最下

　　点で糸が切れて，球はカーボン紙の上

　　に落ちる。点Ｏから落下点までの距離

　　l〔ｍ〕を測定する。

（注意）かみそりの刃に注意すること！

　　　　実験を担当する者は手袋を使用

　　　　すること。

４．結　　果

（１）質量ｍの物体が基準点よりｈ〔ｍ〕だけ高いところにあるときの重力による位置

　　エネルギー：Ｕ＝（　　　　）である。

（２）床と球の最下点Ａの距離をＨとすると，Ａ点から水平に飛び出した球が，カーボン

　　紙上に落ちるまでの時間ｔは，ｔ＝（　　　　）である。

（３）この間，水平にはlだけ飛んだので，水平方向の速さｖは，ｖ＝（　　　　）で

　　ある。

（４）質量ｍの物体が速さｖで運動しているときの運動エネルギーＫは，Ｋ＝（　　　　）

　　である。

（整理）下の表に実験値を記入し、表を完成しなさい。

５．考　　察

（１）振り子の球に作用している糸からの力による仕事はいくらか。

（２）上の表のＫとＵの結果からＡ，Ｂ点での振り子の位置エネルギーと運動エネルギー

　　は，どのように変化しているか。

（３）Ａ，Ｂ点での力学的エネルギーはどのようになっているか。グラフに記せ。

　また，その関係を何というか。

　　月　　日
　

　　年　　組　　番
　

　　班
　

氏　名
　

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