仕事について（同じ質問が多いでしょうが）

質問

手で、水の入ったバケツを「じっと」持っていると、仕事＝∫F・dr＝０　です。
つまり、「手は、バケツに対し仕事をしていません」　しかし、体の持つ化学エネルギーは、
（バケツを持っていない場合と比べて）
どんどん「いつまでも」失われていきます。

腕の応力とか、地上からバケツを持ち上げるための仕事
とか、考えたのですが、
「体の持つ化学エネルギーが「いつまでも失われ続ける」ことが、わかりません。

これは、どう考えれば、いいのでしょうか？

回答No.8

joshua01 · ベストアンサー

こんにちは。
追加のご質問をいただいていましたね。

(1)電磁石の問題ですが、鉄塊に、「力」は加わっていますが、「エネルギー」は加わっていないとの意味です。
ロープに重りをつり下げたとき、ロープは重りに対し、上方向きの力を加えていますが、重りの位置が変わっていない以上、「エネルギー」を与えることができていない・・・ということと同等です。
(2)散逸系という単語を私はあまり使ったことがなく、慌ててインターネットで調べてみました。取り扱っているページにより単語の意義解釈）に少々差があるようですが、概ね先の私からのご説明の趣旨と合っているようです。

いかがでしょうか。

お礼

回答、ありがとうございます。

鉄塊にとっては、確かに、∫F・dr＝０　ですから、エネルギーは与えられていませんね。
電磁石の内部でどうエネルギーが消費されようと、
鉄塊にとっては、関係ないわけで、
表に出てくるのは、∫F・dr　のみ

と理解しました。

補足

鉄塊の側から言うと、位置エネルギーは、一定位置にとどまる限り、
ずーと、同じ値（－φ）を維持していますから、
電磁石も、ずーと、φのエネルギーを 持続し続けないといけない。

しかし、電磁石のコイルには、抵抗Rがありますから、
電磁石の吸引する仕事をE0とすると、
電源が供給するエネルギーE＝E0＋I^2Rｔ　です。

「鉄塊は動かず、じっとしている」ことが前提ですので、
電源は、コイルで減っていく分に相当するI^2Rｔの分の余計な仕事をして、
電磁石の仕事E0が、φの値になるよう 持続し続けていることになります。
「いや、I^2Rｔは、無駄になっているだけだ」と思われるかも知れませんが、
ただ無駄になっているのなら、鉄塊は、どんどん下がっていきます。
（E0＝E－I^2Rｔ　だから）
したがって、電源の持つエネルギーは、電磁石に補充され、どんどん失われていきます。