No.3ベストアンサー
- 回答日時:
以前に同じような質問がありました。
その時書いたのと同じ事を書きます。ある一つの星の万有引力の働いている空間の中で場所や運動が変わった場合を考えるのであれば位置エネルギーの基準は何処でもいいことになります。差だけが問題ですから。
万有引力の働いている空間とない空間とを比較します。万有引力が働いた事によりどの様な違いが生じるのかがわかるようにしたいと考えますね。無限の遠方というのは引力が働いていないと考えられるところです。無限遠を基準に取ると万有引力が働いたことの影響を表すことが出来るようになります。
ロケットの場合も地球の引力圏の範囲内を運動しているとは限りません。引力圏に入って初めて位置エネルギーの値が変化し始めます。地球の引力の及ばないところを運動しているときは位置エネルギーはゼロですから考えなくてもいいというのとうまくつながります。ある星の引力圏から出て別の星の引力圏に入るというのも考えるのが楽でしょう。星の中心を基準に取った場合、無限遠では位置エネルギーが無限大になります。宇宙空間では全ての星からの万有引力の無限大のエネルギーの足し算が必要になります。
万有引力だけでなく電気的なクーロン力の場合も同じ考え方をしています。
No.6
- 回答日時:
No3です。
補足します。
いくつかの星からの力を受けている場合を考えます。基準は何処にとればいいでしょう。
無限遠方というのは「力の働いていないところを基準に取る」ということですがいくつかの星に対する「共通の基準である」ということでもあります。
月と地球の両方からの力を受けている場合の基準、無限遠方が一番取りやすいでしょう。星の数や種類を変えても同じ基準でいけます。
水素原子や水素分子の場合は電気的な力ですが同じ事情です。
No.5
- 回答日時:
適当な位置を位置エネルギーの基準にとると、距離rだけ離れたときの位置エネルギーUは、
(1)U=K-GMm/r
となります。Kは基準の距離によって決まる定数です。
基準の距離をRとすると、
(2)K=GMm/R
となります。別にこれでも何の問題もありませんが、R=+∞とすると、(2)よりK=0となるので、(1)へ代入してU=-GMm/rとなります。
Kは位置エネルギーの差をとるときに消えてしまいますのでKの値はいくつでもかまいませんが、K=0(R=+∞)のほうが式は単純になります。
No.4
- 回答日時:
無限遠を何にしても良いわけで、
0にするのは、数式を簡単にするためです。
それを0にしなくても、どっち道その項にマイナスが付きますし、
また、位置エネルギーの値がマイナスになることがあるのは避けられないです。
また、物理的には、この万有引力の位置エネルギーに下限がないということです。
(書き方は良くないですが、まあ、下は-∞)
No.2
- 回答日時:
> 無限円遠を0にするとマイナスがついてかえって不便になると思います。
縦軸を位置エネルギー U,横軸を質点からの距離 r として
U = -GMm/r
のグラフを書いてみてください.
無限遠以外を基準とするのは,このグラフを上に移動させることに相当します.
そうすると,基準点より遠くはプラス,近くはマイナスになります.
> 無限円遠を0にするとマイナスがついてかえって不便になると思います。
とありますが,どちらにせよマイナスの場所は出てきます.
有限の距離を基準点として,その点で正負が入れ替わるよりも
無限遠を基準として全ての場所でマイナスの方が便利です.
No.1
- 回答日時:
>0にするとマイナスがついて
?。
ある重量によって発生する重力が0なのは無限遠です。第二の物体の重力による位置エネルギーが0になるのは、互いの距離が0の時です。無限遠では、位置エネルギーは最大。
複数の物体による位置エネルギーは、相対的なものとなりますので、マイナスもありです。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・10秒目をつむったら…
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・【大喜利】【投稿~9/18】 おとぎ話『桃太郎』の知られざるエピソード
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
高さはh幅はw奥行はd厚さはt そ...
-
重力1Gは何kg?
-
自由落下するエレベーターの中...
-
地球の中心に向かって穴を掘っ...
-
もし、地球の中心に行けたとし...
-
重力加速度について
-
仕事の問題です。 質量2kgの物...
-
抜け荷重力の算出方法
-
「物と物はなぜぶつかるの?」
-
廃棄処分の人工衛星はなぜ地球...
-
高一物理 位置エネルギー 重力...
-
緯度によって重力加速度gの違...
-
重力と遠心力
-
過重力と加重力
-
地球を一周する橋を架けた場合...
-
ケプラーの第3法則は惑星以外で...
-
万有引力と重力加速度から得ら...
-
万有引力意味不明
-
クーロンの法則に関する次の問...
-
重力の伝わる速さについて
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
高さはh幅はw奥行はd厚さはt そ...
-
もし、地球の中心に行けたとし...
-
重力1Gは何kg?
-
地球の中心に向かって穴を掘っ...
-
自由落下するエレベーターの中...
-
ブラックホールの重力
-
Nをkgに換算するには?
-
高校物理についてです。 (2)で...
-
高校の物理についてです。 参考...
-
抜け荷重力の算出方法
-
気圧と体重
-
非慣性系における仕事とエネルギー
-
重力について面白い話
-
地球の内部に物体があるとき、...
-
【重力】日本からブラジルまで...
-
座ったり立って静止している人...
-
力学、特に遠心力やモーメント...
-
円運動をするとき、重力より垂...
-
過重力と加重力
-
重力加速度について
おすすめ情報