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電気電力でベルヌーイの定理を学びました。
それによると、「エネルギー」が「(水の)高さ」で表されていました。

がどうして「エネルギー(J)」が「長さ(m)」で表されるのでしょうか?
(単位で J=kg・m2/s2 と表される為、やっぱり異なるもののような気がしてしまうのです。)

教えてください。

質問者からの補足コメント

  • ジュールの定義は、「1Nの力で1m動かすのに要する熱量」と書いてありました。

    とすると、単位で考えたとき、J=Nm となります。

    やはり、「長さ」とは、異なる結果になっている気がします。

    位置エネルギーにしても、
    W=Mgh で表されます。
    質量×重力加速度×高さ です。
    この結果をみても、「エネルギー」が「長さ」で表される事に違和感を感じてしまいます。
    どういうことなのでしょうか。

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2017/09/08 12:34

A 回答 (4件)

エネルギー保存式ですが、



エネルギーによる表記
mv^2/2+pm/ρ+mgz=流線上で一定

水頭表記
v^2/2g+p/ρg+mgz=流線上で一定

※ρ(流体の密度)とp(圧力)が紛らわしいので注意。

のどちらでも、表現が違うだけで同じ事象を表しています。
後者は、単位重量(単位質量ではない。)当たり、すなわち1N当たりのエネルギーで
表記しているのであり、前者の式の両辺をmgで割ればこうなります。


よって、エネルギー表記なら単位はジュールですが、
水頭表記は1N当たりのエネルギーで表すので、単位はメートル(=ジュール÷ニュートン)です。

で、質点の力学なら全エネルギー表記のほうが使い勝手が良いし、
流体力学なら水頭表記のほうが使い勝手が良いから、通常、水頭表記されます。
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「(水の)高さ」ということは、「質量に働く重力」(力です)と「高さ」(距離です)の積ということです。


「水」を「水銀」に変えれば、当然「高さ」は変わります。

重力の単位は「ニュートン」(kg・m/s^2)、「高さ」の単位は「メートル」です。
なので、「(水の)高さ」で表わされたエネルギーとは「N・m」のことでしょう。
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「高さ」と「長さ」を勘違いしていますね。

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(´・ω・`)


高い位置にあると落下するよね。
その時、重力に引かれて速度が増す。

質量に速度を掛けるとエネルギーになるでしょ。
従って、高さはエネルギー量と比例するんですよ。
だから高さで示すこともあるという事です。

・・・
ちなみに1J(ジュール)の定義を思い出してみよう。
高さが出てくると思うんだけど。
この回答への補足あり
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