力学的エネルギーと保存力（５） |
   |
力学的エネルギーと保存力（５） |
|
 保存力（100〜ｐ101：少し戻ります）下の図は、質量  〔ｋｇ〕の物体が、Ａ点からＢ点まで、高さ 〔ｍ〕を異なる経路で下る様子を表しています。どちらの経路で移動しても、この間に重力がする仕事は  〔Ｊ〕です。 このように、力がする仕事が途中の経路によらず、はじめと終わりの２点だけで決まるとき、その力を「保存力」といいます。 重力のほかに、弾性力も保存力です。 保存力と位置エネルギー重力やばねの弾性力は保存力です。 重力なら基準水平面、ばねの弾性力なら自然の長さを基準となる点とします。 保存力の場合、ある点から基準となる点まで物体が移動する場合、それぞれの力がする仕事が途中の経路によらず、はじめの点の位置だけで決まるので、「位置エネルギー」を定めることができるのです。   Ｂ点の高さを基準水平面とすると、Ａ点からＢ点まで質量 〔ｋｇ〕の物体が移動する場合、重力がする仕事は経路によらず〔Ｊ〕なので、Ｂ点の物体が持つ運動エネルギー（仕事ができる能力）は、〔Ｊ〕となります。よって、Ａ点で物体が持つ、重力による位置エネルギーは 〔Ｊ〕となるのです。 保存力ではない力の例 上の図のように、物体をＡ点からＢ点まで移動させる場合、人が引く力や動摩擦力がする仕事は、経路によって異なってきます。（仕事＝力×距離 だから） よって、これらの力は保存力ではありません。 |
||
| → 保存力以外の力がする仕事と力学的エネルギー へ |
||
| |
||
| |
||