ものの形が変わることとエネルギー

担当講師:星野 倫彦

ものに力を加えると形が変わります。
(1)ものがバネの場合,加えている力を取り除くと元の形に戻ろうとする動きを始めますが,元の形に戻った所で動きを止めるのではなく,振動という往復運動になります。しかし,この振動も時間が経つと動きが小さくなり,やがては止まってしまいます。
(2)ものが粘土の場合,加えた力を取り除いても力によって作られた形のままとなり,ばねのように戻ることはありません。

この2つの場合とも加えた力による仕事がエネルギーとなりますが,バネの場合は弾性エネルギーとして蓄積され,粘土の場合は変形の際に内部摩擦により熱エネルギーへと変って放出されてしまいます。
このエネルギーが変換されることと,集まったエネルギーが拡散していくことを具体的な実験で理解します。

また,粘土の変形は,いろいろな力を加えた結果としてできる形と無駄な変形をさせずに作った形が存在し,できた製品に強度の違いが生じることも実験します。
その後,自動車の車体などの金属板を所要の形に作るのに,様々な工夫がなされていることを紹介します。

粘土の変形イメージ図
車のエネルギーイメージ図