仕事・エネルギーと運動量（知識）の問題

仕事と仕事率について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちからすべて選べ。ただし、空気抵抗は無視し、糸は軽くて伸びないものとする。

• ア　軽い糸の一端を固定し、他端につけたおもりを鉛直面内で振り子として運動させるとき、糸の張力がおもりにする仕事は 0 である。
• イ　粗い水平面上を物体がすべっているとき、物体にはたらく動摩擦力が物体にする仕事は正である。
• ウ　手で物体を支えながら、一定の速さで鉛直下向きに下ろすとき、手が物体にする仕事は負である。
• エ　なめらかな斜面を使って物体を一定の高さまでゆっくり引き上げると、鉛直にゆっくり持ち上げる場合に比べて、加える力は小さくなり、その力がする仕事も小さくなる。
• オ　仕事率は単位時間あたりにする仕事であり、その単位のワット（W）は、1 秒間に 1 J の仕事をするときの仕事率である。

粗い水平な床の上に置いた箱に軽い糸をつけ、水平から $30^{\circ }$ 上向きの向きに一定の大きさの力で糸を引いたところ、箱は床から離れずに、床に沿って右向きに一定の速さで動いた。箱がある距離だけ移動する間に、箱にはたらく力がする仕事について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちからすべて選べ。ただし、空気抵抗は無視する。

• ア　箱にはたらく重力が箱にする仕事は $0$ である。
• イ　床から箱にはたらく垂直抗力が箱にする仕事は負である。
• ウ　糸が箱を引く力がする仕事は、その力の大きさと箱の移動距離の積に等しい。
• エ　床から箱にはたらく動摩擦力が箱にする仕事は負である。
• オ　箱にはたらくすべての力が箱にする仕事の和は $0$ である。

エネルギーの変換とエネルギー保存について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちからすべて選べ。

• ア　化学電池（電池）は、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して取り出す装置である。
• イ　粗い水平面上を滑っていた物体が摩擦によって止まるとき、減少した運動エネルギーは物体や面の内部エネルギー（熱）などに変わり、熱なども含めたエネルギーの総量は変わらない。
• ウ　原子力発電では、ウランなどの原子核が核分裂するときに放出される核エネルギーを熱に変え、その熱で発生させた水蒸気でタービンを回して発電する。
• エ　熱機関では、高温の物体から受け取った熱をすべて仕事に変えることができ、熱効率を $1$ にすることができる。
• オ　太陽電池は、光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置である。

物体がある点から別の点まで移動するとき、物体にはたらく力の中には、次のような性質をもつものがある。

「その力がする仕事が、途中の経路によらず、始めの位置と終わりの位置だけで決まる。」

重力や弾性力（ばねの力）はこの性質をもつ力であり、この性質をもつ力に対しては位置エネルギーを考えることができる。一方、動摩擦力はこの性質をもたない。

かぎかっこ「」内の性質をもつ力を何というか。漢字で答えよ。

次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

火力発電所では、石油や天然ガスなどの燃料がもつ（ a ）エネルギーを、燃焼によって熱に変え、その熱で発生させた高温・高圧の水蒸気でタービンを回し、発電機で電気エネルギーを得ている。この過程では、エネルギーの一部が利用しにくい熱として周囲に逃げてしまう。しかし、周囲に逃げた熱も含めて考えると、エネルギーの総量は変換の前後で（ b ）。