物理学のエネルギーについて知りたいです

質問

物理学でわからないことがあります
エネルギーってどこにありますか？
目に見えないし、触れないし、形がない様に思えます。
エネルギーって物質ではないんですか？ 物質ではないとすると、存在するという時、どう存在していると言えるのでしょう？どう存在すると解釈すればいいのでしょう？(感覚で分かる具体例で説明して欲しいです)
感覚でわからないものでしょうか？

回答No.3

N5200model05

エネルギーには形がない、というより、極めて多様な形がある、というのが自分の理解です。

たとえば、温度は「熱エネルギー」です。目には見えませんが、手で触れれば「熱い」と感じます。（火傷に注意して下さいね）
目に見えるものでは、光も「光エネルギー」です。太陽光発電のように直接電気エネルギーにすることもできますが、地球上のあらゆる生物が生きていくのに必要なエネルギーは、光合成を介した、太陽から降り注ぐ太陽光が元になっていて、そして最終的に赤外線となって宇宙の果てに捨てられます。
動いている物体は「運動エネルギー」を持ってます。動かすためには「仕事」が必要で、止めるためにはたとえば「摩擦」で運動エネルギーを熱エネルギーに変えて失わせなければ止まりません。

大事なことは、これら多種多様な「エネルギー」は、相互に変換できるということと、その総量が変わらないということです。

車を走らせるには車に「運動エネルギー」が必要ですが、そのために、燃料の「化学エネルギー」をエンジンと車輪などで車を動かす「運動エネルギー」に変換しているのです。そして、止まるときはブレーキでそれを「熱エネルギー」に変え、あるいはハイブリッド車なら「電気エネルギー」として回収して、蓄電池に「化学エネルギー」として蓄えます。

残念ながら、人間の感覚器ではその存在を捉えられるエネルギーは限られていますが、現在はありとあらゆるエネルギーを観測する手段があります。たとえば、電気エネルギーなら電力計ですね。そして、その「総量」が変わらないことがあらゆる実験によって確かめられていて、それが「エネルギー」というモノが存在している「証」となっています。

なお、わかりにくければこういう説明もできます。

実はエネルギーには質量があって、それがE=mc2という、有名な式で表されています。走っている車は実はほんのわずかですが質量が増え、核分裂でエネルギーを放出した核燃料はわずかに質量が減ります。
エネルギーは目に見えなくても確かに実体があり、ただ、それが余りにも小さいので目に見えないだけ、という理解でも、間違いじゃありません。

以上、ご参考まで。