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

Question

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？

tknakamuri · Accepted Answer

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。

tknakamuri · Answer

>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。

yhr2 · Answer

「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。

トモクンアヤチャン · Answer

答えが見つかりました。
https://benesse.jp/teikitest/kou/science/physics/k00519.html

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。

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