物理の問題です

質問

物体に働く外力の仕事がWの場合，
外力のポテンシャルは-Wになるのでしょうか?

外力のポテンシャル(エネルギー？）とは何のことを指すのでしょうか?

回答No.1

yokkun831 · ベストアンサー

ポテンシャルとポテンシャルエネルギーとは厳密には意味が異なります。ここで使われている概念は，ポテンシャルエネルギーですね。

もとはといえば，仕事と運動エネルギーの関係＝エネルギー原理が土台にあります。運動エネルギーの変化は，物体が外からされた仕事に等しい。すなわち，
1/2・mv^2 - 1/2・mv。^2 = W
そこで，この仕事Wが，保存力である重力による仕事である場合に
1/2・mv^2 - 1/2・mv。^2 = mg(h。- h)
となり，これを
1/2・mv。^2 + mgh。 = 1/2・mv^2 + mgh
と書けば，力学的エネルギー保存の形になるわけです。
重力による位置エネルギー＝ポテンシャルエネルギーの基準はどこにとってもよいので，初めの高さh。を基準にとれば，
1/2・mv。^2 = 1/2・mv^2 + mg(h-h。)
となり，右辺の（落下後の）位置エネルギーがちょうど-Wになっています。重力が仕事をした分だけ位置エネルギーが減少した形になっていることがわかります。つまり，位置エネルギーが仕事として「消費」されたわけです。その分運動エネルギーが増したわけですね。

このように，保存力がする仕事はエネルギー保存の式において位置エネルギーの減少分として表現されているので，あらためて「仕事」というのを意識しなくてすむわけです。