なぜ、エネルギーはスカラーですか？

質問

自分でもつまらないこととは思っていますが、気になったことがありますので、質問します。
下に関連する項目を順番に並べてあります。

長さ　　Ｌ　　　ベクトル
速さ　　Ｌ／Ｔ　　ベクトル
加速度　　Ｌ／Ｔ＾２　　　ベクトル
力　　　　ＭＬ／Ｔ＾２　　　ベクトル
エネルギー　　ＭＬ＾２／Ｔ＾２　　　スカラ―

質問したいことは、ベクトルの項目が連なっているのに、なぜ、エネルギーは（あるいはエネルギーから）スカラ―になるのですか？

回答No.3

雪中庵（@psytex） · ベストアンサー

空間的方向性がベクトルであり、それが時間的方向になると
方向性のないエネルギー＝スカラーになります。
静止質量をエネルギーにするとｍｃ^2であり、運動する物体の
エネルギーがｍｖ^2である時、「静止」とは光速で時間軸方向
に移動していると言えます。

お礼

早急な回答ありがとうございました。
＜空間的方向性がベクトルであり、それが時間的方向になると
方向性のないエネルギー＝スカラーになります。＞
新しい視野から解説して頂きました。

回答No.8

kamobedanjoh

ANO.７です。
車の速度計の数値は，方向を示さないのでスカラー量です。
重力計は通常各所に働く地球の重力分布を測定する為のもので，測定結果は垂直方向の大きさを示しますから，当然ベクトル量です。ところが，大きな山体などの地質(地形)学的探査では，敢えて水平方向重力分布を求めることがあります。この場合，数値を得ただけではスカラー量でしかありません。
磁界の強さも，磁力線の方向が示されてこそベクトル量ですが，鉄片が吸い寄せられるだけでは『場』の存在を示すだけのスカラー量であり，エネルギーの存在もこれに似ています。
地表での水平重力分布など調べてどうする？という疑問もおありかと思いますが。
重力が発見された当初は，山体の重力調査も行われました。ニュートン力学の検証の為です。
火山のマグマ活動の動向の調査等でも行われています。

お礼

ご丁寧に再度の回答ありがとうございました。
ベクトルといわれているものでも、方向を持たなければ（利用しなければ）、スカラーである、ということですね。エネルギーもそれに似ている、ということですね。
難解ですが、よく考えてみます。

回答No.7

kamobedanjoh

長さも速さも加速度も力も，全て方向が与えられない単なる量は，全てスカラー量です。
この意味では，ANO.１，２貴重なご意見です。
速度や加速度には，普通，大きさと方向が示される為ベクトル量なのです。
エネルギー自体には，方向性はありません。働く方向が示されると，力の性質を示します。
紐の長さを言うときはスカラー量です。紐を引く方向が示されて初めてベクトル量になります。
エネルギー場には方向がありません。そのエネルギーが力として働いて始めとベクトル性が与えられますが，その結果の仕事量はスカラー量です。

お礼

解答ありがとうございます。
＜エネルギー自体には，方向性はありません。＞
はわかります。
ところで、早さ、加速度、力は、ベクトルですね。その延長にあるエネルギー（ただし、その延長と決めつけることは正しいのか、確固たる自信がありませんが）も、（単純に類推すれば）方向性を持ち、ベクトルであるべきではないか、という疑問が依然として残ります。

回答No.6

alchool

エネルギーに方向の情報を与えても別に構わないとは思うけどね。
「ベクトル」の性質が使えない。
進行方向が逆向きのものをぶつけてもゼロにならないし
平行四辺形の加法則だって使えない。
だから意味ないんじゃない？

お礼

早急な回答ありがとうございます。
仮にエネルギーに方向性を与えても
＜意味ないんじゃない＞
ですね。

回答No.5

foomufoomu

力学に限って言えば、エネルギーは仮想的にあらわれる物理量で、実在するものではありません。

（力学の）物の運動や力の伝わり方は、こつこつ運動方程式などを解けば、かならず得られるのですが、その手間を省略して簡単に答えを得るための手段としてエネルギーが存在しているにすぎません。

エネルギーがスカラーというのも、答えを得る手段として、そう決めている。と考えた方が良くて、場合によってはベクトル的な取扱いをすることもあります。

お礼

早急な回答ありがとうございました。
＜エネルギーは仮想的にあらわれる物理量で、実在するものではありません。＞
＜手間を省略して簡単に答えを得るための手段＞
ですね。
目から鱗、のような説明でした。

回答No.4

Nakay702

> エネルギーは、なぜ方向性を失った（持たない）のでしょうか？

よく分かりませんが、
例えば熱エネルギーそのものには「凸凹」がありませんよね。

それが、位置エネルギーや運動エネルギーなどに変わったとしたら
その途端に凸凹ができる（方向性を持つ）からではないでしょうか。

お礼

早急な回答ありがとうございました。

まず、私が書いた
＜エネルギーは、なぜ方向性を失った（持たない）のでしょうか？＞
は、次の思いです。
早さ、加速度、力は、ベクトルですね。その延長にあるエネルギー（ただし、その延長と決めつけることは正しいのか、確固たる自信がありませんが）も、類推すれば、ベクトルであるべきではないか、という思いでした。そして、ベクトルは、回答者の皆さまによれば、方向性を持っており、この方向性は空間の方向を示している、ということだと思います。

あるエネルギーが他のエネルギーに変わった際に、
＜その途端に凸凹ができる（方向性を持つ）＞
ということですね。

回答No.2

Nakay702

大学一般教養科目の物理学程度しか学んでいない者ですので、
答えるのもおこがましいですし自信もありませんが、長さ・速さ・
加速度・力などは方向性があるのでベクトルだが、エネルギー
そのものは、外部から別の条件が加わらない限り方向性がない
のでスカラ―である、と学んだことがあるような気がします。

回答とするにはお粗末ですが、以上、思い出しましたので。

お礼

早急な回答ありがとうございました。
＜エネルギーそのものは、外部から別の条件が加わらない限り方向性がない＞
ですね。
次に、エネルギーは、なぜ方向性を失った（持たない）のでしょうか？

回答No.1

toshih2000

単純に言えば、方向性を持っているかどうかでは無いかとおもいます。

ちなみに、位置はベクトルだとおもいますが、長さはスカラーですよね。

お礼

早急な回答ありがとうございました。
方向性を持っているものが、ベクトルですね。
そうすると、エネルギーはなぜ方向性を持たないのか、が疑問として湧いてきます。
＜位置はベクトルだとおもいますが、長さはスカラーですよね＞
解りました。