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※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.248>

資料 エネルギー変換効率は求められる

① 水を入れて370g(約3.7N)にしたペットボトルを1mの高さに持ち上げる仕事を求める。

仕事=力の大きさ × 力の向きに動かした距離

② 右の実験装置を組み立て,手回し発電機でペットボトルを一定の速さでゆっくり1m持ち上げるのに必要な電力量を求める。

電力量=電圧 × 電流 × 持ち上げるのにかかった時間

③ 右の実験装置で,ペットボトルを1m の高さから落として発電したときの電力量を求める。

電力量=電圧 × 電流 × 落ちるのにかかった時間

④ 右の実験装置で,㋐手回し発電機の代わりに電源装置をつなぎ,電圧をかけてペットボトルを一定の速さでゆっくり1m持ち上げたときの電力量を求める。

電力量=電圧 × 電流 × 持ち上げるのにかかった時間

⑤ 手順①を基準として,手順③で発電したときの効率,および手順②と④で仕事をしたときの効率を比べる。(右の表は結果例)

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p.60図31を参考に,手順②,③,④で,どのようなエネルギーの変換が起こったか,またどこの段階で,どの種類のエネルギーが発生したか考えてみましょう。

考察として,下図のように考えました。手順②では,3.70Jの位置エネルギーをつくり出すのに,約3倍の電気エネルギーが必要です。

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手順②(④もほぼ同じ)
手順③

エネルギーの変換と保存の考え方

実験の考察の例です。

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❶ この教科書では,もとのエネルギーが別なエネルギーに完全に変換された場合を100%として計算している。

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