●重力による位置エネルギーの基準
重力による位置エネルギーの基準面は、
任意に決めることができる。一般に、地面
や床など,物体が落下する最下点を含む水
平面を基準面にする場合が多い。 重力によ
る位置エネルギーは,物体が基準面にある
ときは0,基準面よりも上にあるときは正,
下にあるときは負となる(図1)。
注意 位置エネルギーと基準面
重力による位置エネルギーは, 物体の位置が同じで
あっても,基準面の定め方によって異なる。
man
t=mgh>0
U= mgx0=0
U = mgh < 0
図 13 位置エネルギーの正負
問 8 質量 5.0kgの物体が、 図のように, 床からの高さ 1.0m
の机の上にある。 次に示す位置を基準にしたとき, 物体がもつ
重力による位置エネルギーは, それぞれ何Jか。
(1) 床 (2) 床からの高さ 1.0mの机
(3) 天井
机
h>0
5.0kg
- 基準面
h < 0
天井
13.0m
11.0m 床
5
10
15