位置エネルギーに関する質問

物理の根本的な質問です。

「外力からされた仕事だけエネルギーが増加する」と書いてあるのですが、
質量mの物体を距離hだけゆっくりと持ち上げたとき
おもりを持ち上げる力はmghの仕事、重力は-mghの仕事をするので、おもりが外力からされる仕事の合計は0(J)となってしまいます。

上の考え方のどこが間違ってるかを教えてください。
是非お願いしますm(_ _)m

No.2 ベストアンサー 回答者： hitokotonusi 回答日時： 2012/04/06 11:22

＞「外力からされた仕事だけエネルギーが増加する」と書いてあるのですが、

この文言があいまいなのが混乱のもとかと思います。
ここでいうエネルギーとはなんでしょう？ということですね。

ここでのエネルギーは運動エネルギーをさすので、より正しくは

「外力からされた仕事だけ運動エネルギーが増加する」

です。「ゆっくりと持ち上げたとき」という言い方は加速度を持たないようにと言うことを意図しているので(現実には無理ですが)、h持ち上げる前後で速度、つまり、運動エネルギーに変化はなく、仕事の総和が0であることとつじつまがあっています。

外力が位置エネルギーを定義できるものであれば、さらに

「外力からされた仕事だけ運動エネルギーが増加し、位置のエネルギーが減少する」

となります。おもりを持ち上げずに自由落下させた場合はこれにあたります。

ひもで引っ張り上げるような場合は、ひもの張力が位置エネルギーを定義できませんので、こちらには該当しません。

この回答へのお礼

なるほど、やっと理解できました^^

実際は起こりえない現象なんですね。

ありがとうございます。

お礼日時：2012/04/06 12:18

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2012/04/06 11:25

間違ってはいません。

物体は重力を介してエネルギーを地球に
渡しています。

このエネルギーを便宜的に貯金のように考え、物体のエネルギーの
一部であるかのように考えるのが位置エネルギーです。

重力の位置エネルギーは、物体の位置を変えることで、地球に
預けたり、引き出したりできます。

この回答へのお礼

この説明は分かりやすかったです。
ありがとうございます＾＾

お礼日時：2012/04/06 12:07

No.1 回答者： 6n0s0h04 回答日時： 2012/04/06 11:21

違っていたらゴメンなさい。

外力はmghの運動エネルギーを消費して
おもりにmghの位置エネルギーを与えた。
従って、おもりは
「外力からされた仕事だけエネルギーが増加した」

最初の問題はおもりのエネルギー変化の記述です。
それに対して、貴方はエネルギー保存則の
話をされているようです。
もう少し先のページで出てくるでしょう。