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ダムはなぜ大きい～エネルギー保存の法則～

ダムはなぜ大きい
～エネルギー保存の法則～

2018.04.09

#エネルギー保存の法則
#位置エネルギー
#運動エネルギー

写真は富山県の黒部川にあるダムです．日本にはこのようなダムが3000以上もあります．なぜ，こんなにたくさんのダムは何のために必要なのでしょうか？さらに，どうして，こんなに大きなダムが必要なのでしょうか？
ダムには，私たちが使う水を貯めるという役割に加えて，電気を作る役割もあります．ダムによって電気を作る仕組みを図に示します．

tai-3
簡単に説明するとダムにたまった水を勢いよく水車にぶつけることで，発電を行っています．このぶつかるスピードが大きいほうがたくさん発電できます．
このスピードはエネルギー保存の法則を用いて以下のように計算されます．mは質量，gは重力加速度，vはスピード,ｈはダムの高さです．

重力加速度は大きくすることは出来ませんので，vを大きくするにはダムの高さhを大きくする必要があります．
なお，実際には，水が通る管の摩擦や発電機の変換効率が100%ではないことから，エネルギーが消耗してしまい，全ての位置エネルギーを電気に変えることは出来ません．式で表すと以下のようになります．

そのため，少しでも多く発電するためにエネルギーを消耗させないような工夫が行われています．

（九州大学　田井　明）

ダムはなぜ大きい～エネルギー保存の法則～

ダムはなぜ大きい
～エネルギー保存の法則～