高校物理 要点・解法ノート
不要

変化する力の仕事を積分で求める

着眼点W=\displaystyle\int F\,dx。位置エネルギーは保存力の仕事から U=-\displaystyle\int F\,dx として定義される。

例: F=-kx を積分すると \frac12kx^2、万有引力 -\dfrac{GMm}{r^2} を積分すると -\dfrac{GMm}r。

ポイント後回しでよい理由: 入試で出る位置エネルギーは mgh・\frac12kx^2・-\frac{GMm}r の3つでほぼ足り、F-xグラフの面積で代わりになる。例外: 数学Ⅲを使う難関大の物理では、積分で仕事を書かせる誘導がまれにある。

「仕事と力学的エネルギー」の項目

  1. 仕事の定義必須
  2. 運動エネルギーと仕事の関係必須
  3. 仕事率差がつく
  4. 重力と弾性力の位置エネルギー必須
  5. 力学的エネルギー保存必須
  6. 保存が使える条件(仕事をしない力を見抜く)必須
  7. 非保存力がはたらくとき(摩擦があるとき)必須
  8. 鉛直につるしたばね(自然長で放す)差がつく
  9. F-xグラフの面積=仕事差がつく
  10. 糸でつながれた物体系のエネルギー保存差がつく
  11. 変化する力の仕事を積分で求める不要

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