宇宙のどこでも位置エネルギーって生じるんですか？

宇宙のどこでも位置エネルギーって生じるんですか？

No.11 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/04/13 09:50

机の上の本は（地球の重力によるまたは地球の万有引力による）位置エネルギーが低い

なぜならば、地球からの距離が近いから。
それに比べて、宇宙のどこかで静止している本は位置エネルギーが高い
地球からの距離が遠いから
だから、同じ本でも、机の上にある場合と宇宙にある場合では同じとは言えない。ポテンシャルが違うんです～＾＾

No.10 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/04/12 20:25

机の上に置いた本、位置エネルギー持っていますね。

本にかかる力の関係は、すべて釣り合っているので、本は動きません。
宇宙のどこかに、その本を持っていけば？、全宇宙ですべての力が釣り合っているとすれば、その本もそれらの力を受けて釣り合い、動かんければ、机の上の本と同じですね。

No.9 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/04/12 08:45

はい。

重力は遮られることがないので、位置エネルギーは存在します。ですが有意味か無意味かは別問題で、あなたのアンドロメダ星雲を基準とする位置エネルギーは何の意味も無いでしょう。

No.8 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2018/04/11 10:53

銀河を形成する星々がぐるぐる回っているとか、銀河どうしが銀河団を形成しているとか、そういうのを位置エネルギーで考えても良いとは思いますが、逆に面倒くさそうな気もします。

No.7 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/04/10 21:05

位置エネルギーについて、誤解している回答が多いのでもう一度整理。

位置エネルギーには　万有引力による位置エネルギー、
重力による位置エネルギー(これは、万有引力による位置エネルギーの地表付近での近似)
バネなどによる弾性力による位置エネルギー
電気による位置エネルギー
等があり、その物体の位置によって決まるエネルギーの事です。
ですから、地球上で自由落下している物体であろうと、静止している物体であろうと位置エネルギーはその位置（基準からの距離）によって決まり　速度にはよりません。
基準からの距離が０でなければ、地球上で自由落下している物体は
運動エネルギーに変換され、位置エネルギーは持っていない　なんていうこともありません。

また、重力について考察する場合のみ「位置エネルギー」というわけでもありません。ポテンシャルエネルギーと、位置エネルギーは同義と捉えてよいとおもいます。

そして、バネのついた物体ががあれば宇宙のどこでも弾性力による位置エネルギーが生じますし、
静電気があれば、宇宙のどこでも電気による位置エネルギーが生じます
ただ、これらの位置エネルギーのことを意識して質問したわけではないでしょうから、万有引力による位置エネルギーについてはno3の通りです。
「重力による位置エネルギーは宇宙のどこでも生じるか」、という意図の質問と感じましたが、前にも示した通り、重力による位置エネルギーという考え方は万有引力による位置エネルギーの地表付近での近似で、地表から離れれば通用しませんので、それになり替わるものとして、万有引力による位置エネルギーのことを回答させていただきました。

No.6 回答者： head1192 回答日時： 2018/04/10 18:13

位置エネルギーは万有引力に由来するエネルギーです。

物体Aの万有引力は無限の彼方まで届きます。
したがって物体Bが同じ宇宙にあるとき、物体Bは物体Aに対して、距離に応じた位置エネルギーを持ちます。

万有引力の法則により、地球とりんごは引き合います。
この時、地球とりんごの距離が離れているほど、最終的に衝突した時に生じるエネルギーが大きくなります。
（1センチの高さから落としても少々凹む程度だが、50メートルのビルの屋上から落とせば砕け散る）

位置エネルギーとは「まだ衝突せず表に出ていない状態のエネルギー」、要するに秘められたエネルギーのことです。
（こういうエネルギーを一般に「ポテンシャルエネルギー」と呼び、重力について考察する場合「位置エネルギー」という）
落下するにつれ位置エネルギーは運動エネルギーとして顕在化していきます。

なお、位置エネルギーは
「物体Bが物体Aに対して」持ちうる量です。
したがって、ほかに物体があろうとなかろうと必ず二体問題です。

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/04/10 17:55

宇宙全体ですべての引力が釣り合っているとも聞きます。

地球上で自由落下している物体は位置エネルギーをもっているのか？。
運動エネルギーに変換され、位置エネルギーは持っていないとすれば。
宇宙空間ではすべてが釣り合ったままではあるが、何の妨げもなく運動している、と考えると位置エネルギーは？。

No.4 回答者： konjii 回答日時： 2018/04/10 13:53

位置エネルギーはポテンシャルと言って万有引力に限りません。

電磁気学ではクーロンポテンシャルと言います。

No.3 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/04/10 13:44

結論から言えば、宇宙のどこでも位置エネルギーって生じるようです。

さて、位置エネルギーは（重力によるもの、万有引力によるもの、電気によるものなど）いくつかに分類されますが、
おそらく万有引力によるものについての質問かと思います。

そこで、思い出されるのが万有引力による位置エネルギーの式
U=-G(mM/r)　：Gは万有引力定数

これは、ある１つの天体（質量M)から無限に遠い点を基準にして、天体の中心から距離rだけ離れた位置にある質量ｍkgの物体の万有引力による位置エネルギーUを表していますよね。
ある天体から距離が離れれば離れるほど、万有引力による位置エネルギーは大きくなるということをあらわしています。
　
つまり、宇宙空間といえども質量を持ったものが離れて２つ存在すれば、位置エネルギーが生じるということを示しているようです。そして、距離が離れれば離れるほどその位置エネルギーは大きくなります。

宇宙空間には天体が無数にあるので、位置エネルギーが無い、などということにはならないようです。

例として、遠くにあればあるほど位置エネルギーは大きいので、仮にとてつもなく遠くにある天体が地球に引きつけられて加速され、真っ直ぐ向かってきて衝突する場合、そのとてつもなく大きな位置エネルギーが熱などに変わって大ダメージをうけることになります。しかし、その天体がはじめ、地球から１ｃｍ離れていて、ここから万有引力で加速されて衝突するとした場合は位置エネルギーが低いのでたいした被害にはなりそうもありません。

このような想像からも、宇宙空間でも位置エネルギーが生じ、遠くにあればあるほど位置エネルギーが大きくなることがうかがえると思います。

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/04/10 12:36

いいえ。

位置エネルギーというのは保存場という
特別な形の場で定義できるものです。
静止した物体の重カ場もその一つ。