物理についての質問です。 仕事は正と書かれていますが、別のサイトを見ると弾性力の仕事は負をとる事があ

物理についての質問です。
仕事は正と書かれていますが、別のサイトを見ると弾性力の仕事は負をとる事があると書かれていました。
これは正の方向のとり方による自分の勘違いでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 仕事と変異方向が逆であるから負という解釈でもいいのでしょうか？

    補足日時：2019/01/02 13:16

No.4 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2019/01/02 15:05

＃４またまた　1文抜けてしまいました

上図に置いて、図から自然長になった後~バネが縮む間、は
バネが小球にする仕事は負です
（バネは弾性エネルギーを増して、小球は運動エネルギーを減少させているから）

このように、例えばバネが縮みつつあるあいだ
エネルギーの移る方向は一定ですが
これを小球の立場からみたり、バネの立場から見たりして
した仕事考えるのか、された仕事を考えるのかという事がかわれば、仕事の正負は変わるのです
エネルギーの移る方向は絶対、仕事は相対　という事ですね＾－＾￥

この回答へのお礼

大変詳しい説明ありがとうございました！
センターの過去問で疑問に思ったので質問しました。
また機会があればよろしくお願いしますm(_ _)m

お礼日時：2019/01/02 15:33

No.3 回答者： masterkoto 回答日時： 2019/01/02 14:55

まとめが抜けていました。

まとめ、
力学的エネルギーを考えて、
物体がエネルギーを増せば（得れば）それは、物体が正の仕事をされたという事
物体がエネルギーを失えば、物体は負の仕事をされたということ。（言い換えれば物体は仕事をしたという事です）
このように、見方が変わればおなじ場面でも仕事の正負が変わります。
このような違いを把握して別サイトも見てください。

（ちなみに両図に置いても、図から自然長になるところまでは、バネが小球からされた仕事は負です）

No.2 回答者： masterkoto 回答日時： 2019/01/02 14:29

仕事には向きはありません（向きが無い大きさだけの量をスカラと言います）

一方　変位や力には向きがあります（向きと大きさを持った量はベクトルです）
だから、「仕事と変異方向が逆であるから負という」のは意味が不明という事になってしまいます。

物体が受けた力と物体の変位の方向が逆なら、物体のされた仕事は負です
しかし、見方を物体がされた仕事（受けみ）から物体がした仕事（能動）に変えれば、した仕事は正です。

画像の場合、右向きを正にとれば、バネが伸びた状態から自然長までは（上の図の状態）
小球がされた仕事=小球が受けた力ｘ小球の移動距離＝マイナスの値ｘマイナスの値
ですからトータルで小球がされた仕事は正です。（ただし、バネからの力は変化しまが、仮にバネの力の大きさが一定というように簡略化した場合のイメージです。正確には、バネの力が変わりますので積分が必要です。図を書いて面積から求めるのも良いです。正確に考えたときと、今回のように簡略化したときとでは正負は一致します）
上の図で小球が自然長の位置まで来た後は、小球はバネを押し縮めながら左に進んでいきますが、このとき小球の移動の向きは相変わらずマイナス方向。でもバネの力は右向き（＋）に変わりますから
小球がされた仕事=小球が受けた力ｘ小球の移動距離＝プラスの値ｘマイナスの値
となり、自然長から左側に変位するまでの小球がされる仕事は、負の値となります。


なお、エネルギーの変化と言う視点で見ると分かりやすくなるかも
上図の状態から自然長まで、小球はバネに加速され運動エネルギーを増していきます。
エネルギーが増すという事は、バネから正の仕事をされたということです。・・・①
このとき、バネの弾性エネルギーは小球に奪われ減少しますが、エネルギーが減るという事はバネが仕事をしたという事になります。見方を変えれば①の逆ですから、バネはボールから負の仕事をされたと言えます。
→小球がばねからされる仕事は正、バネが小球からされる仕事は負
自然長から左へと変位している間についても同様にエネルギーから考えることが出来ます。

No.1 回答者： masterkoto 回答日時： 2019/01/02 11:34

方向が原因の場合と、立ち位置の違いが原因である場合があると思います。

まず、正負について
例えば、画像の小球(？）のされる仕事は、小球の移動方向と小球が受ける力の向き一致するので、画像上下でされる仕事は共にプラス。（画像の右を正にとっても、負にしても同じ結果）
次にばねが小球からされた仕事は、小球がされた仕事と同じ大きさだが正負はマイナス
バネがした仕事ならプラス
そのあたりのことをしっかり把握して、別サイトが言っている意味を考えてみてください。