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太陽の光がおもりを持ち上げる

太陽光のエネルギーはパネルに吸収され、電流として送り出され、モーターがその電流を回転に変えて真鍮のおもりを引き上げます。各段階でエネルギーは新しい形に姿を変えて伝わり、その一部は途中で熱として逃げていきます。

図の内容

  1. 日ざしの中で傾いて立っている太陽電池パネル。
  2. パネルからモーターへ電流を運ぶ赤い導線。
  3. 糸巻きを巻き取っている小さな電動モーター。
  4. 糸にぶら下がっている真鍮のおもり。

例

  • 自転車のダイナモ:足で車輪を回すと電流が生まれ、前照灯が光ります。
  • スマホの充電器:コンセントの電気が電池の化学エネルギーになり、動画を見るときに光と音になります。

クイズ:太陽の光がおもりを持ち上げる(16歳)

  1. 太陽光がソーラーパネルに当たり、パネルがモーターを動かし、モーターがおもりを持ち上げる——このような連鎖でエネルギーはどうなりますか。

    • 連鎖に沿って受けわたされ、各段階で新しい形に変わる
    • 最後まで同じ形のままで、部品から部品へ移動するだけである
    • 各段階で少しずつ使い切られ、最後には何も残らない
  2. このような連鎖では各段階で少しずつ熱としてエネルギーが逃げます。持ち上げられたおもりにとって、それはどういう意味ですか。

    • 持ち上げられたおもりに蓄えられるエネルギーは、太陽光が届けたエネルギーより少ない
    • エネルギーは保存されるので、おもりは太陽光が届けたエネルギーをちょうど全部受け取る
    • 逃げた熱は消えてなくなったエネルギーなので、全体のエネルギーは前より減っている
  3. モーターがおもりを持ち上げ終えて、おもりが高い位置で静止しているとき、伝えられたエネルギーはどの形になっていますか。

    • 位置エネルギー。おもりが高い位置にあることで蓄えられている
    • 運動エネルギー。おもりが上向きに動いたから
    • 電気エネルギー。モーターから受け取ったあともおもりの中に残っている

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物理, 16歳