質量 $0.50 kg$ の物体を $10 m$ の高さから落下させたとき、物体の位置エネルギーがすべて熱に変わったとすると、発生した熱量は何Jか。重力加速度の大きさは $g = 9.8 m/s^2$ とする。有効数字は2桁で答える。

1. 問題の内容

質量 $0.50 kg$ の物体を $10 m$ の高さから落下させたとき、物体の位置エネルギーがすべて熱に変わったとすると、発生した熱量は何Jか。重力加速度の大きさは $g = 9.8 m/s^2$ とする。有効数字は2桁で答える。

2. 解き方の手順

物体の位置エネルギー $U$ は、物体の質量 $m$、重力加速度 $g$、高さ $h$ を用いて、次のように表されます。

$U = mgh$

与えられた値を代入します。

$m = 0.50 kg$

$g = 9.8 m/s^2$

$h = 10 m$

したがって、位置エネルギーは、

$U = (0.50 kg) \times (9.8 m/s^2) \times (10 m) = 49 J$

有効数字2桁で答えるので、49 J がそのまま答えとなります。

3. 最終的な答え

49 J