運動エネルギーの計算

運動する物体のエネルギーや、ある一定のエネルギーになる質量または速さを求めます。

計算式理科・工学

運動エネルギー

表示用に丸めた値

運動エネルギーは、質量に速さの二乗を掛けて 2 で割った値です。速さが二乗で効くため、速さを 2 倍にするとエネルギーは 4 倍になります。これが、制動距離が非常に速く伸びる理由です。

計算機は、まず速さを毎秒メートルに換算するため、エネルギーはジュールで求められます。式を変形すると m = 2E ÷ v²、v = √(2E ÷ m) になります。これは古典的な公式で、光速よりずっと低い速さでは正確です。

KE = ½ × m × v²
m = 2 × KE ÷ v²
v = √(2 × KE ÷ m)
p = m × v

1500 kg の車が時速 50 km（13.89 m/s）で走ると、KE = ½ × 1500 × 13.89² ≈ 144,676 J で、約 144.7 kJ です。時速 100 km では、その 4 倍のエネルギーになります。

速さを 2 倍にするとエネルギーが 4 倍になるのはなぜですか？

エネルギーは速さの二乗に比例します。(2v)² = 4v² だからです。

ジュールとは何ですか？

エネルギーの SI 単位で、1 ニュートンの力が 1 メートル働いたときの仕事です。1 kWh は 360 万ジュールです。

運動エネルギーは負になることがありますか？

ありません。質量は正であり、速さは二乗されるため、運動エネルギーは常に 0 以上です。