問 題
図のように、地表面からの高さが h である点 A から小球を静かに放したところ、A の真下にある地表面からわずかに離れた点 C で小球の速さが v となった。A の真下にあり、地表面からの高さが h/2 である点を B としたとき、A、B、C における小球の力学的エネルギー EA、EB、EC の比として最も妥当なのはどれか。
正解 (1)
解 説
【力学的エネルギーについての基礎知識】
質量 m の物体が、高さ h にある時、位置エネルギー U = mgh です。（h の単位は m(メートル）です）。一方、質量 m の物体が、速さ v で動いている時、運動エネルギー K = mv2/2 です。
力学的エネルギーとは、位置エネルギーと運動エネルギーの和です。力学的エネルギーは、物体に「重力」や「弾性力」や「静電気力」しか働かない時、保存されます。
【A,B,C における小球の力学的エネルギー】
重力しか働いていないため、力学的エネルギーは保存されます。つまり全て同じ値です。従って、比は １：１：１です。
以上より、正解は 1 です。
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