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物理で言う「ポテンシャル」は、具体的にどういう意味ですか?ポテンシャル場というと、重力場、磁場、電場など複数ありますが、共通した意味が理解できてません.

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回答 (3件)

ベクトルとスカラーを混同させて使われてるようなのでご忠告いたします。

本来、ポテンシャルは2種類あり、div(rotA)=0なるベクトル場Aとrot(gradΦ)=0なるスカラー場Φの2つとなります。

細かい指摘にはなりますが、ベクトルとスカラーを間違えないようにしてください。私からは以上です。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

ポテンシャル場には、ベクトル場とスカラー場があるのですね。
ベクトル場を主に考えていました。

 #1です。
 お礼をありがとうございます。

>では、保存力からポテンシャルが決められいるということですか?
 保存力を積分することで得られます。
 単純な場合として、保存力 F=k/r^2 の重力場を考えますと、ポテンシャルUは rで積分して
  U=-k/r +U0 (U0:r→∞でのポテンシャル)
となります。


>例えば、重力ポテンシャルの場合、保存力である重力加速度は測れますが、ポテンシャルはどのように測定するのでしょうか?
 何故ポテンシャルを直接測定されたいのか分かりませんが、ポテンシャルを直接測定する方法というのはあるのでしょうか? 寡聞にして私は存じません。(重力加速度にしても、他の物理量に変換してから求めるものばかりで、直接測定しているものはないように思うのですが。)
 間接的に測定する方法としては、保存力場を積分して計算で求める方法のほか、エネルギ保存則を利用して他のエネルギ(例えば、運動エネルギなど)に変換して求める方法があるかと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

たしかに、ポテンシャルだけでなく保存力も、直接的に測定するのではないですね。重力計もばねののびを測定してましたね。

>何故ポテンシャルを直接測定されたいのか分かりませんが、
さまざまなポテンシャル場が働く空間で生活してても、いまいちピンときませんので。例えば、どのようにしたら、実空間で、ポテンシャル場が等しいポテンシャル面がわかれるのかなと疑問に思いまして、質問させていただきました。

 一言で言いますと、rot(divφ)=0となるようなφのことをポテンシャルといいます。
 つまり、保存力(仕事が経路によらないような力)Fに対し、
  F=-divφ
となるようなφがポテンシャルになります。
http://www14.plala.or.jp/phys/mechanics/19.html

この回答へのお礼

ありがとうございます.
保存力F(∇ × F = 0)がポイントですね.
では、保存力からポテンシャルが決められいるということですか?
例えば、重力ポテンシャルの場合、
保存力である重力加速度は測れますが、ポテンシャルはどのように測定するのでしょうか?

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