運動エネルギー

【運動エネルギーについて】
　運動している物体は，衝突して止まるときに仕事をします．
例えば壁に衝突した車は，止まるときに仕事をして，
壁や車自体を壊します．
　このように運動する物体が持つ，仕事をする能力の大きさを
「運動エネルギー」と言います．

【運動エネルギーの大きさ】
物体は初めから動いていて，運動エネルギーを持っているわけでは
ありません．以前に誰かが，物体を動かす仕事をしたはずです．
例えば動いている車は，人が車を押したり，エンジンをかけたりして
車を動かす仕事をしました．
　このように運動する物体は，その物体を運動させる仕事の大きさと
等しい運動エネルギーを持つと考えます．

ではボールを動かして,仕事と運動エネルギーの関係を調べて下さい．

人がした仕事はｗ＝ｆｘより，ｗ=3.2×5＝16[J]です．
同じ大きさの運動エネルギーを，ボールが得ていることを確認してください．
それでは，動いているボールの運動エネルギーの大きさを計算する公式を求めます．

【考察２】次の２つのボールが顔に当たった場合，どちらのボールの方が痛い（運動エネルギーが大きい）か考えて下さい．

初め静止していた質量0.5[kg]のボールが，3.2[N]の力を受けて5.0[m]移動したときの速度は8.0[m/s]と計算できます．
だから運動エネルギーはｍｖ＝0.5×8＝4.0[J]となり，考察１の結果と一致しません．
運動エネルギーの公式は，単純にｍｖでは求められませんでした.
では改めて運動エネルギーの公式を求めましょう．

【考察３】下図は，初め静止していた質量0.5[kg]のボールを，人が一定の力でｔ[s]間押し続けたところ，速度が8.0[m/s]になったところです．

【考察４】下図は，初め静止していた質量Ｍ[kg]のボールを，人が一定の力でｔ[s]間押し続けたところ，速度がＶ[m/s]になったところです．

【考察５】下図は，1.0[N]の摩擦力が働く床の上にある，初め静止していた質量0.5[kg]のボールを，人が6[N]の力で5.0[m]移動させたところです．

人がした仕事と，ボールが得た運動エネルギーは等しくありません．
人は6[N]の力でボールを5.0[m]動かしたので，Ｗ＝ｆｘよりＷ＝6×5＝30[J]の仕事をしました．
ところがボールは25[J]の運動エネルギーしかもらっていません．30-25＝5.0[J］の仕事が消えました．
「人のした仕事は無駄なエネルギーにならない(エネルギーは消えない)」ことを，
位置エネルギーの所で学習しました．
5.0[J]の仕事が消えた理由を説明できますか？