重力と位置エネルギー

物体をドラッグして動かし、位置エネルギーの変化と重力がした仕事の関係を観察しましょう。物体を動かす前に高さの点線をドラッグすると、はじめの位置を変えられます。

$$U_{\text{はじめ}} - W_{\text{重力}} = U_{\text{あと}}$$

0.00 - 0.00 = 0.00 J

（はじめの位置エネルギー） $-$ （重力がした仕事） $=$ （あとの位置エネルギー）

はじめの位置エネルギー
($U_{\text{はじめ}} = mgh_{\text{はじめ}}$): 0.00 J

あとの位置エネルギー
($U_{\text{あと}} = mgh$): 0.00 J

重力がした仕事
($W_{\text{重力}}$): 0.00 J

現在の高さ
($h$): 0.00 m

物体の質量
($m$): 2.00 kg

※ 位置エネルギーの基準面（$h = 0$）を床としています。

物体が下方に移動するとき、重力は移動方向と同じ向きに働くため正（プラス）の仕事をします。逆に上方に移動するときは、重力と逆向きに移動するため負（マイナス）の仕事をします。重力がした仕事 $W_{\text{重力}}$ は、位置エネルギーの変化量 $\Delta U$ を用いて $W_{\text{重力}} = -\Delta U = U_{\text{はじめ}} - U_{\text{あと}}$ と表されます。

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