物理
高校生

【力学的エネルギー保存の法則】
地面からの高さ2.5mの地点で、ボールを自由落下させた。
ボールが地面に達する直前の速さは何m/sですか。

という問題の解き方、答えを知ってる方おられましたら
是非ともご回答のほどよろしくお願い致します。

回答

力学的エネルギー保存則より
mgh=1/2mv²
⇔v=√(2gh)

g=9.8 h=2.5 とすれば

v=√49=7.0[m/s]

力学的エネルギーっていうのは
E=1/2mv²+mgh なので
-mgh=1/2mv² では?と思ってしまったんですが
どうしてmgh=1/2mv²になるのですか?
理解力がなくて申し訳ないです。

えだまめ🫛

力学的エネルギー保存則は
落下前のエネルギーの総和と
着地寸前のエネルギーの総和が
等しいことを用います

落下前の
質量をm , 重力加速度をg , 速度をv₀
高さをh₀ , エネルギーの総和をE₀とすると
E₀=mgh₀+1/2mv₀²
ですが、v₀=0なので
E₀=mgh₀
となります

着地寸前の
質量をm , 重力加速度をg , 速度をv₁
高さをh₁ , エネルギーの総和をE₁とすると
E₁=mgh₁+1/2mv₁²
ですが、h₁=0なので
E₁=1/2mv₁²
となります

この時、力学的エネルギー保存則を用いて
E₀=E₁であるから
mgh₀=1/2mv₁² と言えるのです

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