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エネルギーの有無の判別法についての理解です><

  • 質問No.8916174
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お礼率 100% (105/105)

位置エネルギー(=保存力)と運動エネルギーなどの非保存力のエネルギーの有無の判別法はかなり曖昧ですが以下の理解で正しいですか><?
位置エネルギーによる仕事は実際に注目物体が動かなくても、次の瞬間(問題にてその次の瞬間が一切問われて無くても仮想にその場合を考えるという意)その仕事の力の向きの直線上に動く場合はその物体は位置エネルギーがあり、符号は仕事の進む向きと力の向きの一致不一致と図にてどちらを正とするかで変わる。
一方位置エネルギー(=保存力)以外の非保存力は、その瞬間に実際に動く仕事の力の方向と実際に動く直線上での向き(その瞬間の前後で判断。)と図にてどちらを正とするかで正か負が決まる。非保存力はその瞬間動かない場合、その瞬間のその物体の運動エネルギーなどの非保存力は0となる。
※~エネルギーを等式として扱うとき、図にて片方を正か負かに設定する必要がある。それは、等式の中では~エネルギーは負になる場合があるという事。

回答 (全4件)

  • 回答No.4

ベストアンサー率 36% (1016/2757)

次のような、保存力の説明には、
http://www.ravco.jp/cat/view.php?cat_id=4728
必ずと言っていいほど、運動エネルギーが出てくるのに、運動エネルギーは保存力でないのはなぜか?
と、考えたのですが、どうも、

保存力は、その名の通り「力」のことで、エネルギーの事ではないようです。

たとえば、
位置エネルギー m*g*h をもつ物体に重力が作用すると、位置エネルギーが減り、運動エネルギー1/2*m*v^2が増える。重力は保存力なので、位置エネルギーと運動エネルギーの和は変化しない。

という使い方をするみたいです。・・・私も勉強になりました。(^_^;)
お礼コメント
g39962

お礼率 100% (105/105)

返信ありがとうございます(^^♪
基本程難しいですよね~><
投稿日時:2015/02/16 19:22
  • 回答No.3

ベストアンサー率 36% (1016/2757)

運動エネルギーも保存力だったはずですが...
保存力と被保存力の定義は、厳密には前の回答のように「途中の経路に依存する/しない」なのでしょうが、

もっと直観的に
「力学的なエネルギーについて、エネルギー保存則が成り立つのが保存力、成り立たないのが非保存力(一部が熱エネルギーなどに変わる)」

という説明がされることも多いです。この方がわかりやすいかと思います。
補足コメント
g39962

お礼率 100% (105/105)

今気づいたんですが、運動エネルギーは物理のエッセンスでは保存力U(重力と弾性力はこれでした)ではなくKで表されていました><
その本によれば、静電気力や万有引力なども保存力のようです(・・)
多分、運動エネルギーは非保存力だと思います。
投稿日時:2015/02/14 19:17
お礼コメント
g39962

お礼率 100% (105/105)

ありがとうございます(^^♪
確かに後の方が分かりやすいですね(・・)
前々からお世話になっているので、ファン登録させていただきます(*^_^*)
投稿日時:2015/02/14 13:06
  • 回答No.2

ベストアンサー率 45% (334/728)

 前の質問にも回答した者です。

 「保存力」とは、その「力」がする「仕事」が、最初と最後の位置座標にのみ依存し、途中の経路によらない「力」と定義されています。
 「保存力」による「仕事」が、位置エネルギーの変化になります。
逆に、位置エネルギーを定義できる「力」を「保存力」と言う場合もあります。

 重力は「保存力」ですが、重力による位置エネルギーの場合、自由落下でも、斜面を滑り落ちる場合でも、摩擦がなければ、運動エネルギーへの変化量は、高さの差にのみ依存します。

 非保存力の典型は摩擦力です。

 「エネルギー」も「仕事」もスカラーで、大きさしかありませんので、負の大きさはありません。
 ただ、
  運動エネルギー = 位置エネルギー と言う式を移項して、
  運動エネルギー - 位置エネルギー = 0 とした場合、負の符号が付きますが、位置エネルギーが負であるというわけではありません。たんに差を取っているだけです。

 
お礼コメント
g39962

お礼率 100% (105/105)

ありがとうございます(^^♪
基礎が理解の全てという事ですね><
今はアクのある理解でなんとか凌ごうと思います・・。
投稿日時:2015/02/14 13:02
  • 回答No.1

ベストアンサー率 51% (707/1379)

 質問の内容をよく理解できませんが、質問者さんは、「エネルギー」と「仕事」と「力」を、うまく整理できていないではありませんか?

 「エネルギーの変化が仕事」で、「仕事=(力)×(距離)」です。
 ここで、「仕事」は「力」とは逆方向になされます。つまり「仕事をされた側」は、力と逆方向に「正の仕事」をされたことになります。
 しかし、「作用反作用の法則」で、「仕事をしたもの」には「力」の方向にその力そのものが働いていますから、「仕事をしたもの」は力の方向に「負の仕事」をされたことになります。

 質問さんのおっしゃる「力の向き」「仕事の向き」は、上記の「方向」の問題と、「仕事をする側」「仕事をされる側」のどちらから見ているかの問題を、渾然一体としてしまっているために起こっているような気がするのですが、いかがなものでしょうか。
 「エネルギーは仕事をする能力」のことですから、負になることはあり得ません。(少なくとも、高校物理のレベルでは)
 下記のようなサイトも参考に、少し整理されてみてはいかがでしょうか。
http://fnorio.com/0063work_&_energy1/Work_&_energy1.htm
お礼コメント
g39962

お礼率 100% (105/105)

ありがとうございます(^^♪
確かに我流な理解だから意味不明だと思うんですが、今の所質問の考え方で問題を解く際困ってません。
また困ったら修正していくというやり方でやった方が早いんでしょうけど・・。
サイトの一番下の図にはビビリました><
投稿日時:2015/02/13 11:32
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