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Illustration of Conservation of Energy

エネルギー保存の法則

孤立系の全エネルギーは一定であるという物理学の基本原理。エネルギーは、ある形態から別の形態に変換することはできるが、生成されたり破壊されたりすることはない。

読む時間 3–5年生 リスニング対象 1–5年生

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物語

エネルギー保存の法則のお話

こんにちは、私は変身の達人!

ボールを弾ませると、どうして始めた場所よりも少し低いところで止まるのか、不思議に思ったことはありませんか。あるいは、ジェットコースターがゆっくりと一番上まで登った後、どうして突然「シューッ」と滑り降りることができるのでしょうか。それは全部、私の仕業なのです。あなたが朝ごはんを食べて、元気に走ったり遊んだりする力を得られるのも、私のおかげです。私はあなたが食べる食べ物の中に、太陽の光の中に、太鼓の音の中に、そして温かい抱擁の中にいます。私は宇宙全体のルールのひとつで、そのルールはとてもシンプルです。私はゼロから作り出すことはできず、絶対に破壊されることもありません。ただ服を着替えるだけなのです。滑り台の上で静かに待っている力になることもできれば、一瞬で、あなたを下まで連れて行く素早い動きの力になることもできます。私は一日中、衣装を取り替えながら、ある形から別の形へと変わるのです。私の本当の名前は少し長いですが、「エネルギー保存の法則」と呼んでください。

偉大なる探偵物語

何千年もの間、人々は私のことをよく理解していませんでした。コマが回るのをやめて止まってしまうのを見て、私がただ消えてしまったのだと思っていました。でも、私はまだそこにいたのです、隠れていただけ。摩擦による熱に姿を変えていただけだったのです。私の謎を解き明かすには、何人かのとても賢い人間の探偵が必要でした。最初のヒントの一つは、1740年代にフランスにいたエミリー・デュ・シャトレという素晴らしい女性からもたらされました。彼女は動くエネルギーについて正しく考える方法を見つけ出し、みんなを真実に一歩近づけてくれました。本当の突破口が開かれたのは1840年代で、さまざまな国で研究していた科学者チームがついに私の暗号を解読したのです。1842年、ドイツの医師ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤーは、私たちの体の熱は食べる物から来ていることに気づきました。これは、私が姿を変える完璧な例です。ほぼ同時期に、イギリスの科学者ジェームズ・プレスコット・ジュールは、いくつかの素晴らしい実験を行いました。1843年から、彼は落ちるおもりを使って水の中の羽根車を回し、動きが直接熱に変わることを証明したのです。彼は私が正確に測定できることを示しました。そして1847年、ドイツの科学者ヘルマン・フォン・ヘルムホルツが、すべてのピースをまとめた有名な論文を書きました。彼は、私が常に一定であり、形を変えることしかできないと、公式に世界に発表したのです。こうして、私の秘密は明らかになりました。

私のスーパーパワーとあなたの世界

科学者たちが私の秘密をすべて知ったと思ったちょうどその時、1905年にアルバート・アインシュタインという天才が、私の最大の秘密を明らかにしました。彼は、岩や椅子のような、手で触れることのできる物理的な「物質」でさえ、実は私が超凝縮された眠っている姿なのだと発見したのです。彼の有名な方程式、E=mc²は、ほんの少しの物質がどれほど莫大なエネルギーを解き放つことができるかを説明するレシピのようなものです。これはすべてを変えました。今日、あなたは常に私を使っています。エンジニアが車や飛行機を設計できるのは、どれくらいの燃料(私の化学的な形)が必要かを正確に知っているからです。栄養士があなたの昼食のカロリーを計算して、それがどれくらいの力を与えてくれるかを教えられるのも、私のおかげです。科学者たちが巨大なソーラーパネルや風力タービンを建設しているのも、私のおかげです。彼らは新しいエネルギーを作っているのではなく、太陽の光や風から電気へと姿を変える私を賢く捕まえているだけなのです。私は宇宙からの約束です。「本当に失われるものは何もない。ただ新しいものになるだけだ」と。だから今度、スイッチを入れたり、ボールを蹴ったり、顔に太陽の光を感じたりしたら、私に少し手を振ってください。私はあなたの世界を動かし続ける、姿を変える力なのです。いつでも、いつまでも。

驚きの事実

概要

孤立系の全エネルギーは一定であるという物理学の基本原理。エネルギーは、ある形態から別の形態に変換することはできるが、生成されたり破壊されたりすることはない。

定式化 1842
初期の定式化 1740

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質問 1 の 5

この物語の中で、「姿を変える」とはどういう意味ですか?

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