よくある、高校物理の問題で「起電力Vの電池に繋がれたコンデンサーに金属板をゆっくり挿入するときの手の

よくある、高校物理の問題で「起電力Vの電池に繋がれたコンデンサーに金属板をゆっくり挿入するときの手の仕事は？
」という問題で大体、手の仕事は負になるのですが、電池の仕事+外力の仕事=静電エネルギーという式から手の仕事が負になるのはわかります。しかし、手の仕事が静電エネルギーを減らすイメージがわきません。解説おねがいします

わかりにくい説明ですが、何卒おねがいします。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2023/07/05 11:19

イメージがわかないのは、単に「仕事は、力の向きを正として表現する」ということだからでしょう。

重いものを、重力に逆らって上向きに移動すれば、「上向きの力」の方向に仕事をします。
これはイメージしやすいですね。
手が仕事をした分、物体の「位置エネルギー」が増加します。
でも、このときには「重力は仕事をされた」「重力は負の仕事をした」ということになります。言い方を変えると、とたんにイメージしにくくなります。

重いものを、重力に負けて下向きに移動すれば、「重力」は正の仕事をし、下におろした「手」は「仕事をされる」もしくは「負の仕事をした」といいます。
こちらは、「重力が仕事をした」というとイメージしやすいですよね。
物体の位置エネルギーを減らします。

「仕事の定義」とか、「どちらに着目して言うか」（上の例だと「手の力」に着目するか、「重力」に着目するか）に注意するとよいと思います。

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/07/05 09:48

金属板は手を引っ張るだろうから、

手は金属板から仕事されます。

No.2 回答者： mabuterol 回答日時： 2023/07/04 22:14

> 図的なイメージが湧かない

君は電池にモータを接続して、そのモータの力で手を引っ張った時に、電池の残量が減ってるのはイメージつくか？

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2023/07/04 22:07

押してるのではなくて、引っ張られてるという事です。

重たい物を持ち上げる時は正の仕事で、下ろす時は負の仕事。下ろす時は引っ張られるでしょう？

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
静電エネルギーが減るというイラスト、図的なイメージが湧かないです

お礼日時：2023/07/04 22:12