![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/pc/qa/question_title.png?e8efa67)
仕事とエネルギーについての質問です。
磁石が鉄くぎを引き寄せるとき、鉄くぎが磁石の力で動いているので、「磁石が仕事をしている」といえると思います。
「仕事をできる=エネルギーがある」ですから、磁石はエネルギーを持っていることになると思います。
となると、永久磁石は無限のエネルギーを持っていることになってしまいます。
OKWebの過去の質問・解答を見てみたのですが、磁石に引き寄せられる物は位置エネルギーを持っているという話がありました。
磁石に対しての位置エネルギーということだと思うのですが、位置エネルギーというと高いところにあるものが持っているエネルギーというイメージがあったので混乱しています。
磁石の持つエネルギーについてわかりやすく教えてください。
A 回答 (14件中11~14件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.4
- 回答日時:
#2の者です。
位置エネルギーの様なポテンシャルエネルギーの場合、たとえ対象物が2だけであっても、どちか片方のみがエネルギーを持っているのではなく、ともに持っているのと考えるのが適切です。多分、正確に言えば対象となっている物体全てを含んだ系が持っているエネルギーということでしょう。
「地球と小さな物体」「磁石とくぎ」というように大きさなどに大きな違いがあるので判りづらいのですが、例えば「地球と月」を思い浮かべてください。月が地球に近づいて運動エネルギーなどを得た(位置エネルギーを失った)場合、地球も月に近づいて位置エネルギーを失い運動エネルギーなどに変わっているのです。
磁石もくぎも同じ力を受けているのですが、質量の違いにより実際に移動する距離が違い、変換されて蓄えられる運動エネルギーを受け取る量が「くぎ」の方が大きいという違いはあります。摩擦もありますしね。
以上。
No.3
- 回答日時:
まず、始めに、
重力 - 地球 - リンゴ
という言葉の並びに対して、
磁気力 - 磁石 - 鉄くぎ
という言葉の並びを対応させます。つまり、
『地球』が『リンゴ』を『重力』で引っ張る。
という言明に対して、
『磁石』が『鉄くぎ』を『磁気力』で引っ張る。
という言明を対応させます。リンゴは、高所にあれば、大きな位置エネルギーを持っています。実際、ビルの屋上からリンゴを落とせば、かなりの破壊力があるでしょう。ここで、「高いとはどういうことか?」ということを考えてみますと、上下の概念から離れれば、リンゴが高所にあるとは、リンゴが地球から離れているということを意味しています。すなわち、リンゴは、地球から離れているほど、大きいな位置エネルギーを持っているわけです。磁石の場合も、これと同様に考えることができます。鉄くぎは、磁石から離れているほど、”高所にあり”、大きな位置エネルギーを持っています。
さて、次に、磁石は、無限のエネルギーを持っているか?ということについて考えてみましょう。このことを考えるために、一旦、地面に着いたリンゴは、さらに位置エネルギーを持っているか?ということについて考えてみます。地面に深い穴を掘って、その中にリンゴを落とすことはできます。そうしますと、地面にあるリンゴは、まだ位置エネルギーを持っているようです。しかし、どこまで穴を掘ることができるでしょうか?現実的には、せいぜい数十キロだと思われますが、地球の中心より深く掘っても、意味はないですね。ですから、リンゴは、無限の位置エネルギーは持っていません。同じ様に、鉄くぎも、無限の位置エネルギーを持っていません。
ありがとうございます。
位置エネルギーと同じであると考えれば、確かに磁石(あるいは鉄くぎ)は無限のエネルギーを持つわけではないのは理解できます。
しかし、エネルギーを持っているのは磁石と鉄くぎのどちらなのかという疑問が晴れません。
鉄くぎが動く場合もあれば、磁石が動く場合もあると思います。動く方がエネルギーを持っていたということになるのでしょうか。
No.2
- 回答日時:
重力に対する位置エネルギーの概念をお持ちなら理解しやすいと思うので、重力と対比しながら説明します。
地球上で一番影響力がある重力はもちろん地球自身で、これは地球の中心に向っており、(実際は到達できませんが)地球の中心で位置エネルギーが最小になります。
磁石の場合、力の方向は磁石に向っており、磁石にくっついたところ(Nまたは極)位置エネルギーが最小になります。
地球が重力を持っているから(この表現はちょっと可笑しいのですが...)といってエネルギーをもっているというわけではなく、物体が地球からの位置を変わることによって、位置エネルギーを運動エネルギーなどに変換していますし、磁石の場合も、磁石と物体との位置関係が変わることにより、(磁石に対する)位置エネルギーを運動エネルギーなどに変換しています。
ちなみに、磁石が無限のエネルギーをもっているはずも無く、磁石が吸い寄せるのをエネルギーと(仮に)解釈しても、引き離すときにエネルギーを返していると考えたらいかがですか?
以上。
ありがとうございます。
磁石に鉄くぎが引きつけられて移動した場合、位置エネルギーを持っているのは鉄くぎということですか? ということは、エネルギーを持っているのは磁石ではなく鉄くぎなのでしょうか?
逆に、鉄板に磁石が引き寄せられて磁石が移動した場合、位置エネルギーを持っているのは磁石ということになりますか?
No.1
- 回答日時:
「仕事」とは力学的に言えば「物体を移動させる」ことであって,
磁石が釘を引き付けている状態は,釘が移動していないので,
「仕事」ではありません.
この状態はどういう状態かと言えば,どんぶりの底にボールが転がり落ちて,
止まっている状態と同じです.このボールがじっとしているのをごらんに
なって,「仕事をしている」とは思えないでしょう?
ここで,どんぶりの深さは「位置エネルギー」即ち「重力ポテンシャル」を
表しますが,これは磁石の形成するポテンシャルと同じようなものです.
高いところにあるものが持っているエネルギーは「位置エネルギー」で,
ポテンシャルエネルギーの中のひとつに過ぎません.
この回答への補足
早速ありがとうございます。
説明が足りませんでした。
「磁石が鉄くぎを引き寄せ、鉄くぎが動いた」とき、「磁石が鉄くぎに対して仕事をした」と言っていいのかどうかというのがまず1つ目です。
また、ポテンシャルという言葉が出てきましたが、鉄くぎと磁石の場合、ポテンシャルエネルギーを持っているのはどちらなのでしょうか?
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
- ・ゆるやかでぃべーと タイムマシンを破壊すべきか。
- ・歩いた自慢大会
- ・許せない心理テスト
- ・字面がカッコいい英単語
- ・これ何て呼びますか Part2
- ・人生で一番思い出に残ってる靴
- ・ゆるやかでぃべーと すべての高校生はアルバイトをするべきだ。
- ・初めて自分の家と他人の家が違う、と意識した時
- ・単二電池
- ・チョコミントアイス
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
力学的エネルギーの保存でレー...
-
位置エネルギー U
-
「U = mgh」の「U」は何の略な...
-
高校物理の力学の質問
-
普段の生活の中での位置エネルギー
-
何で暇だとエロいことを考えて...
-
電子は負荷にエネルギーを運べるか
-
もう、何も頑張りたくないです...
-
エネルギー無限の法則ってあり...
-
超高温 vs 超低温(絶対零度)...
-
フェルミエネルギーについて
-
エネルギーの計算について
-
フランクヘルツの実験
-
車に詳しい方
-
静止したロケットのエネルギー...
-
エネルギーE=(h~k)^2/(2m)につ...
-
力とエネルギーの違い
-
縮退をわかりやすくお願いします
-
泡が壁面にくっつくのは…
-
人体からの発熱量の計算方法
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
高校物理の力学の質問
-
何で暇だとエロいことを考えて...
-
位置エネルギー U
-
一分子の基底状態と励起状態の...
-
「U = mgh」の「U」は何の略な...
-
普段の生活の中での位置エネルギー
-
力学的エネルギーの保存でレー...
-
人間のジャンプ時の衝撃値は?
-
干渉して打ち消しあった光の波...
-
もう、何も頑張りたくないです...
-
物理のエッセンスで「失われた...
-
朝食べると良いことって何なん...
-
縮退をわかりやすくお願いします
-
水路が分岐た場合の水圧について
-
人体からの発熱量の計算方法
-
超高温 vs 超低温(絶対零度)...
-
泡が壁面にくっつくのは…
-
スイッチSを閉じて十分に時間が...
-
共振が起こるとなぜエネルギー...
-
「可視光(電磁波)の"振幅"は、...
おすすめ情報