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自分でもつまらないこととは思っていますが、気になったことがありますので、質問します。
下に関連する項目を順番に並べてあります。

長さ  L   ベクトル
速さ  L/T  ベクトル
加速度  L/T^2   ベクトル
力    ML/T^2   ベクトル
エネルギー  ML^2/T^2   スカラ―

質問したいことは、ベクトルの項目が連なっているのに、なぜ、エネルギーは(あるいはエネルギーから)スカラ―になるのですか?

教えて!goo グレード

A 回答 (8件)

空間的方向性がベクトルであり、それが時間的方向になると


方向性のないエネルギー=スカラーになります。
静止質量をエネルギーにするとmc^2であり、運動する物体の
エネルギーがmv^2である時、「静止」とは光速で時間軸方向
に移動していると言えます。
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございました。
<空間的方向性がベクトルであり、それが時間的方向になると
方向性のないエネルギー=スカラーになります。>
新しい視野から解説して頂きました。

お礼日時:2013/01/31 12:28

ANO.7です。


車の速度計の数値は,方向を示さないのでスカラー量です。
重力計は通常各所に働く地球の重力分布を測定する為のもので,測定結果は垂直方向の大きさを示しますから,当然ベクトル量です。ところが,大きな山体などの地質(地形)学的探査では,敢えて水平方向重力分布を求めることがあります。この場合,数値を得ただけではスカラー量でしかありません。
磁界の強さも,磁力線の方向が示されてこそベクトル量ですが,鉄片が吸い寄せられるだけでは『場』の存在を示すだけのスカラー量であり,エネルギーの存在もこれに似ています。
地表での水平重力分布など調べてどうする?という疑問もおありかと思いますが。
重力が発見された当初は,山体の重力調査も行われました。ニュートン力学の検証の為です。
火山のマグマ活動の動向の調査等でも行われています。
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この回答へのお礼

ご丁寧に再度の回答ありがとうございました。
ベクトルといわれているものでも、方向を持たなければ(利用しなければ)、スカラーである、ということですね。エネルギーもそれに似ている、ということですね。
難解ですが、よく考えてみます。

お礼日時:2013/02/07 20:00

長さも速さも加速度も力も,全て方向が与えられない単なる量は,全てスカラー量です。


この意味では,ANO.1,2貴重なご意見です。
速度や加速度には,普通,大きさと方向が示される為ベクトル量なのです。
エネルギー自体には,方向性はありません。働く方向が示されると,力の性質を示します。
紐の長さを言うときはスカラー量です。紐を引く方向が示されて初めてベクトル量になります。
エネルギー場には方向がありません。そのエネルギーが力として働いて始めとベクトル性が与えられますが,その結果の仕事量はスカラー量です。
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この回答へのお礼

解答ありがとうございます。
<エネルギー自体には,方向性はありません。>
はわかります。
ところで、早さ、加速度、力は、ベクトルですね。その延長にあるエネルギー(ただし、その延長と決めつけることは正しいのか、確固たる自信がありませんが)も、(単純に類推すれば)方向性を持ち、ベクトルであるべきではないか、という疑問が依然として残ります。

お礼日時:2013/02/07 07:56

エネルギーに方向の情報を与えても別に構わないとは思うけどね。


「ベクトル」の性質が使えない。
進行方向が逆向きのものをぶつけてもゼロにならないし
平行四辺形の加法則だって使えない。
だから意味ないんじゃない?
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございます。
仮にエネルギーに方向性を与えても
<意味ないんじゃない>
ですね。

お礼日時:2013/01/31 19:09

力学に限って言えば、エネルギーは仮想的にあらわれる物理量で、実在するものではありません。



(力学の)物の運動や力の伝わり方は、こつこつ運動方程式などを解けば、かならず得られるのですが、その手間を省略して簡単に答えを得るための手段としてエネルギーが存在しているにすぎません。

エネルギーがスカラーというのも、答えを得る手段として、そう決めている。と考えた方が良くて、場合によってはベクトル的な取扱いをすることもあります。
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございました。
<エネルギーは仮想的にあらわれる物理量で、実在するものではありません。>
<手間を省略して簡単に答えを得るための手段>
ですね。
目から鱗、のような説明でした。

お礼日時:2013/01/31 19:05

> エネルギーは、なぜ方向性を失った(持たない)のでしょうか?



よく分かりませんが、
例えば熱エネルギーそのものには「凸凹」がありませんよね。

それが、位置エネルギーや運動エネルギーなどに変わったとしたら
その途端に凸凹ができる(方向性を持つ)からではないでしょうか。
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございました。

まず、私が書いた
<エネルギーは、なぜ方向性を失った(持たない)のでしょうか?>
は、次の思いです。
早さ、加速度、力は、ベクトルですね。その延長にあるエネルギー(ただし、その延長と決めつけることは正しいのか、確固たる自信がありませんが)も、類推すれば、ベクトルであるべきではないか、という思いでした。そして、ベクトルは、回答者の皆さまによれば、方向性を持っており、この方向性は空間の方向を示している、ということだと思います。

あるエネルギーが他のエネルギーに変わった際に、
<その途端に凸凹ができる(方向性を持つ)>
ということですね。

お礼日時:2013/01/31 12:47

大学一般教養科目の物理学程度しか学んでいない者ですので、


答えるのもおこがましいですし自信もありませんが、長さ・速さ・
加速度・力などは方向性があるのでベクトルだが、エネルギー
そのものは、外部から別の条件が加わらない限り方向性がない
のでスカラ―である、と学んだことがあるような気がします。

回答とするにはお粗末ですが、以上、思い出しましたので。
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございました。
<エネルギーそのものは、外部から別の条件が加わらない限り方向性がない>
ですね。
次に、エネルギーは、なぜ方向性を失った(持たない)のでしょうか?

お礼日時:2013/01/31 10:31

単純に言えば、方向性を持っているかどうかでは無いかとおもいます。



ちなみに、位置はベクトルだとおもいますが、長さはスカラーですよね。
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この回答へのお礼

早急な回答ありがとうございました。
方向性を持っているものが、ベクトルですね。
そうすると、エネルギーはなぜ方向性を持たないのか、が疑問として湧いてきます。
<位置はベクトルだとおもいますが、長さはスカラーですよね>
解りました。

お礼日時:2013/01/31 09:29

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