高校物理基礎運動エネルギーの事について質問です。エネルギーは仕事をする能力と書いているのですが

Question

高校物理基礎 運動エネルギーの事について質問です。
 エネルギーは仕事をする能力 と書いているのですが私は、いまいちその意味が分からないです。
初歩的な事だと思いますが、教えていただきたいです。

kannnami · Accepted Answer

少し解説します。
あなたは「いまいちその意味が分からない」と書いていますね。実は、分からない、のが当たり前で、そう簡単な話ではありません。高校の授業では、そのあたりのことはすっ飛ばして、とにかくそうなんだから、というように教えられているのではありませんか？それで問題が解ければいいのだ、ということなのでしょう。
19世紀に物理学の基礎理論が整備されてくる段階で、運動している物体と、静止している物体の、その違いをどのように表現したらいいのか、ということが論議の的になりました。あの大哲学者のカントもこの議論に参加しています。もっとも彼の結論は今の私たちの考えとは違っていますが。
運動していれば、止まるまでに何か他のものに影響を及ぼして、その結果として止まるのですから、それにその物体が速い速度であり、大きければ大きいほどその影響も大きいでしょうから、速度と質量を掛け算して、その量でその影響力を量ればいいだろうという人たちがいました。尤もな考えですね。この量は今では「運動量」と呼ばれています。一方、質量と、速度の影響を同じ程度に見積もるのは間違いで、速度の方を二乗して掛けるべきという人もいました。
一方で、「影響力とその結果」の大きさはどのように定義すればいいのか、もまた問題です。そこで、影響力の方は、何らかの「作用」を他に及ぼすのであって、これが「力」なのであり、結果の方は、その作用が及ぼされている間にどのくらい動いたか、その距離で測ればいいだろう、ということになりました。これは、力の普通の概念とも合っています。また、動いたか、あるいは動き方が変わったかを調べて、変わっていなければその影響はなかったのですから、これもまた合理的と言えます。そこで、「力」とその力が働いている間に動いた距離を掛け算して、その「影響の結果」を表す、というのはこれも尤も、と思えますね？これを「仕事」と呼ぶことにしたのです。
こうした議論の末に、この「仕事」をすることの出来る能力、という意味を持たせた今の私たちの「運動エネルギー」という概念が出来上がりました。「仕事」からエネルギーを導き出す過程を詳しく説明することは、このサイトでは煩雑に過ぎると思われるでしょうからやめます。(1/2)という因子が運動エネルギーにかかってくるのもこの過程で出てきます。説明している書物もたくさんありますから、ご自分で調べてみてください。受験には役に立たないかもしれないと覚悟したうえで。
分かるだろうと思いますが、エネルギーという概念はこうした観念的な過程で形成されてきたものですから、かなりあいまいなところがあり、よく考えないと曖昧な使われ方をされる可能性があります。速度は見る人によって違いますから、エネルギーもそうでしょう。それでいいのでしょうか？動いた距離、ということについても同じことが言えます。
また、エネルギー不滅の法則、というのを聞いたことがあるでしょう。つまりエネルギーは、本質的にはなくなることも、その量が変わることもないのです。ならば、どうしてエネルギー不足などということが問題になるのでしょう？
これで、「いまいちわからない」というのが尤もであるということも、本当は難しいことであるのも分かっていただけましたか？
受験には関係ありません。でも、大切な疑問です。

yhr2 · Answer

エネルギー＝仕事　と考えればよいです。

加えた「仕事」の分だけ「エネルギー」が増える、外部にした「仕事」の分だけ内部の「エネルギー」が減るというような関係です。
持っているのが「エネルギー」、やり取りするのが「仕事」みたいなイメージです。中身は同じもの。

Zincer · Answer

おそらく、物理でいう「仕事」の定義を理解出来ていないのが原因ではないでしょうか？
その場合、「仕事をする能力」と言われても理解できないのが当然です。

ありきたりですが、まずは仕事の定義から

「仕事 わかりやすい高校物理の部屋」
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/sigoto/sigoto.html

や

仕事の定義
力×移動距離＝仕事
http://www.buturigaku.net/main01/WorkEnergy/WorkEnergy02.html

などを読んで、理解できない点を明確にされた方が的確な回答を得られると思います。

高校物理基礎 運動エネルギーの事について質問です。 エネルギーは仕事をする能力 と書いているのですが

少し解説します。

エネルギー＝仕事 と考えればよいです。

おそらく、物理でいう「仕事」の定義を理解出来ていないのが原因ではないでしょうか？

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