13日常生活における運動エネルギーの例 - 理科 - 2025

いくつかの運動エネルギーの例は、日常の生活のは、ジェットコースターの動き、ボールや車することができます。運動エネルギーは、オブジェクトが動いていて、その速度が一定のときにオブジェクトが持つエネルギーです。

これは、特定の質量のある物体を加速して、静止状態から運動状態に移行させるために必要な努力として定義されます。物体の質量と速度が一定である限り、その加速度も一定であると考えられています。このように、速度が変化すると、運動エネルギーに対応する値も変化します。

動いているオブジェクトを停止する場合は、そのオブジェクトがもたらす運動エネルギーの値を打ち消す負のエネルギーを適用する必要があります。この負の力の大きさは、オブジェクトが停止するための運動エネルギーの大きさと等しくなければなりません（Nardo、2008）。

運動エネルギーの係数は通常、T、K、またはE（力の方向に応じてE-またはE +）の文字で省略されます。同様に、「キネティクス」という用語は、ギリシャ語の「κίνησις」または「kinēsis」から派生したもので、動きを意味します。「運動エネルギー」という用語は、1849年にWilliam Thomson（Lord Kevin）によって最初に作り出されました。

運動エネルギーの研究から、水平方向と垂直方向の体の動き（落下と変位）の研究が導き出されます。ペネトレーション、スピード、インパクト係数も分析されました。

運動エネルギーの例

運動エネルギーとポテンシャルは、物理学（特に、核、重力、弾性、電磁気など）によってリストされているほとんどのエネルギーを含みます。

1-球体

2つの球体が同じ速度で移動するが、質量が異なる場合、質量の大きい物体ほど運動エネルギー係数が大きくなります。これは、サイズと重量が異なる2つのビー玉の場合です。

ボールが投げられてレシーバーの手に届くとき、運動エネルギーの適用も観察できます。

ボールは静止状態から運動状態に移行し、運動エネルギーの係数を取得します。運動エネルギーの係数は、レシーバーによってキャッチされるとゼロになります。

2-ジェットコースター

ジェットコースターの車が一番上にあるとき、これらの車は停止しているため、運動エネルギー係数はゼロになります。

重力に引き寄せられると、降下中に全速力で動き始めます。これは、速度が上がるにつれて運動エネルギーが徐々に増えることを意味します。

ジェットコースターの車内に多くの乗客がいる場合、速度が低下しない限り、運動エネルギー係数は高くなります。これは、ワゴンの質量が大きくなるためです。次の画像では、山を登るときのポテンシャルエネルギーと、山を下るときの運動エネルギーがどのように発生するかを確認できます。

3-野球

オブジェクトが静止しているとき、その力はバランスが取れており、運動エネルギーの値はゼロです。野球投手が投球する前にボールを保持しているとき、ボールは静止しています。

しかし、いったんボールが投げられると、ある場所から別の場所に（投手からレシーバーの手に）移動できるように、ボールは徐々にかつ短時間で運動エネルギーを得ます。

4-車

静止している車のエネルギー係数はゼロに相当します。この車両が加速すると、その運動エネルギー係数は増加し始め、速度が上がるほど、運動エネルギーが増加します。

5-サイクリング

スタート地点にいるサイクリストは、いかなる種類の運動も行わずに、運動エネルギーの係数がゼロになります。ただし、ペダリングを開始すると、このエネルギーは増加します。したがって、速度が高いほど、運動エネルギーは大きくなります。

ブレーキをかける瞬間が来たら、自転車を減速してゼロに等しいエネルギー係数に戻ることができるように、サイクリストは減速して反対の力を発揮する必要があります。

6-ボクシングとインパクト

運動エネルギーの係数から導出される衝撃力の例は、ボクシングの試合中に証明されます。両方の対戦相手は同じ質量を持つことができますが、それらの1つは動きがより速い場合があります。

このようにして、運動エネルギーの係数は、加速度が大きい方が高くなり、打撃時の衝撃とパワーが大きくなることが保証されます（Lucas、2014年）。

7-中世の扉の開け方

ボクサーのように、運動エネルギーの原理は中世に一般的に使用され、重いラムが城の扉を開けるために運転されました。

ラムまたはログが推進される速度が速いほど、提供される影響は大きくなります。

8-石の落下または分離

石の山への移動には、特に石の質量が大きい場合に、力と器用さが必要です。

ただし、重力によって体にかかる力のおかげで、同じ石が坂を下るのが速くなります。このようにして、加速度が増加すると、運動エネルギーの係数が増加します。

石の質量が大きく、加速度が一定である限り、運動エネルギーの係数は比例して大きくなります。

9-花瓶の落下

花瓶がその場所から落ちるとき、それは休息の状態から動いています。重力がその力を発揮するにつれて、花瓶は加速を獲得し始め、その質量内に徐々に運動エネルギーを蓄積します。このエネルギーは、花瓶が地面にぶつかって壊れるときに解放されます。

10-スケートボードに乗っている人

スケートボードに乗っている人が休息状態にあるとき、彼のエネルギー係数はゼロに等しくなります。動き始めると、その運動エネルギー係数は徐々に増加します。

同様に、その人の質量が大きい場合、またはスケートボードが速く進むことができる場合、彼の運動エネルギーは高くなります。

11-研磨された鋼球の圧延

硬いボールを後ろに振って離すと次のボールにぶつかると反対側のボールが動き、同じ手順で2つのボールを取って離すともう一方の端が動きます。彼らも2つのボールをスイングします。

この現象は近弾性衝突と呼ばれ、移動する球とそれらの相互の衝突によって生成される運動エネルギーの損失が最小になります。

12-シンプルな振り子

単純な振り子は、一定の長さの糸で固定点から吊り下げられた質量の粒子として理解されます。無視できる質量は、最初は地球に対して垂直なバランスの取れた位置にあります。

この質量の粒子が最初の位置とは異なる位置に変位し、解放されると、振り子は振動し始め、平衡位置を横切るときに位置エネルギーを運動エネルギーに変換します。

12-弾性

柔軟な素材を伸ばすことにより、すべてのエネルギーを弾性力学的エネルギーの形で蓄えます。

この材料がその一端で切断されると、蓄積されたすべてのエネルギーが運動エネルギーに変換され、材料に渡され、次にもう一方の端にあるオブジェクトに渡されて移動します。

13-滝

水が落下して流れ落ちるとき、それは高さによって生成される潜在的な機械的エネルギーとその運動による運動エネルギーによるものです。

同様に、川、海、流水などの水の流れは、運動エネルギーを放出します。

13-ヨット

風や空気の移動により運動エネルギーが生成され、帆船の推進に使用されます。

帆に届く風の量が多いほど、帆船の速度が上がります。

参考文献

1. アカデミー、K（2017）。運動エネルギーとは？：khanacademy.orgから取得。
2. BBC、T。（2014）。理科。移動中にエネルギーから取得：bbc.co.uk。
3. Classroom、TP（2016）。運動エネルギーから取得：physicsclassroom.com。
4. FAQ、T。（2016年3月11日）。教える-よくある質問。運動エネルギーの例から取得：tech-faq.com。
5. ルーカスJ.（2014年6月12日）。ライブサイエンス。運動エネルギーとは？：livescience.comから取得。
6. Nardo、D.（2008）。運動エネルギー：運動のエネルギー。ミネアポリス：Explorin Science。
7. （2017）。softschools.com。運動エネルギーから得られる：softschools.com。