万有引力の位置エネルギーなぜマイナスつくの？ あれってエネルギーなんだからスカラー量でしょ なんのマ

万有引力の位置エネルギーなぜマイナスつくの？
あれってエネルギーなんだからスカラー量でしょ
なんのマイナスですか
電位もスカラー量でマイナスつかないじゃん？

No.1 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/11/06 19:12

運動エネルギーとかは静止を基準にするからO以上だけど

位置エネルギーは基準位置を選べるから正にも負にもなる。

万有引力の位置エネルギーは普通無限遠を基準にするから
負になるけど、何処を基準にしてもいい。
例えば、地球の万有引力による物の位置エネルギーは
地表を基準にすれば
地上より上ではプラス
地下ではマイナスになる。

電位もプラス極を基準に測れば負になりますよ。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
プラス極を基準にすれば負になるとはどういうことですか？

お礼日時：2021/11/06 19:25

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/11/07 10:01

>プラス極を基準にすれば負になるとはどういうことですか？

例えば電池のプラス極にテスターの黒の電極を、
マイナス極にテスターの赤の電極を繋ぐと
テスターには-1.5Vと表示されます。

電位もポテンシャルエネルギーと同様基準点
に対する差になります。
#電位は電荷の電場による位置エネルギーを電荷で
#割ったもの
プラス電極の電位をOVと決めれば、マイナス電極の電位は
-1.5Vになります。

話を戻すと、実はエネルギーの絶対量というものは定義出来ません。
我々が考えることが出来るのはある状態を基準にした
エネルギーの増減だけなのです。増減には正と負が有ります。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2021/11/06 23:27

「位置エネルギー」「ポテンシャル」って、基準点からその場所まで移動するのに必要な「仕事」です。

つまり「力に逆らってそこまで移動する仕事」が「エネルギー」になります。

万有引力も、静電力（クーロンりょく）も、力がゼロになる無限遠を基準にします。

万有引力は「引力」ですから、放っておけば近づいていきます。つまり加える仕事は不要で、逆に「引き留める」「近づけない」のに仕事が必要です。
「加える力」の方向と「移動する方向」が逆なので、「加えた仕事」はマイナスで、従ってエネルギーはマイナス。

静電力（クーロンりょく）は斥力ですから（正電荷の作る電場に正電荷を置いたときの力）、無限遠の基準点からその位置に持って来るには仕事を加えないといけません。「加える力」の方向と「移動する方向」が同じなので、「加えた仕事」はプラスで、従ってエネルギーはプラス。

つまり「位置エネルギー（の差分）は外から加えた仕事」に等しく、仕事は「力の方向に動かした距離」です。力と動かした方向が同じなら「正の仕事」、力と動かした方向が逆なら「負の仕事」です。仕事は「その力のした仕事」ということですから。

No.2 回答者： トモクンアヤチャン 回答日時： 2021/11/06 19:33

答えが見つかりました。

https://benesse.jp/teikitest/kou/science/physics …

万有引力による位置エネルギーも同様に，無限遠を基準としているので，マイナスになるのです。