保存力について

以下のものは全て保存力ですか。

１．重力
２．静電力（クーロン力）
３．磁力（ローレンツ力）
４．バネの力
５．圧縮空気の力

No.8 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/09 13:55

お礼ありがとうございます。

ミクロの領域の場合は、量子力学の範囲になるので、扱いが異なります。
量子力学の運動方程式は、ポテンシャルエネルギーの形で表される（シュレディンガー方程式がポテンシャルエネルギーしか扱えないからです）ので、原理的には全て保存力場で記述される事になります。
磁気力に関係するのは、電子スピンですね。

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/10/09 13:08

>磁石と磁石の間に働く磁力はローレンツ力ではないとすると

>何と呼べばよいのでしょうか。

磁力で良いのでは？

>磁石と磁石の間に働く力もミクロで見ると
>ローレンツ力であるっていう説もあります。

はい、「ミクロ」では磁力は保存力では
ないということです。

この回答へのお礼

磁力が保存力なのか、保存力ではないのかは空間のスケールが関係するので、簡単には決まらないということになるのでしょーか。

お礼日時：2017/10/09 13:25

No.6 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/09 12:57

お礼ありがとうございます。

お礼に書かれている磁場から磁石が受ける力は、磁気力であって、ローレンツ力では無いと思いますよ。
ローレンツ力は、「磁場内で運動する荷電粒子が受ける力」です。
磁気力は、磁気ポテンシャルなので、それだけなら、保存力です。

この回答へのお礼

＞磁気力は、磁気ポテンシャルなので、それだけなら、保存力です。

やはり磁力は保存力でしたね。
しかし、磁石と磁石の間に働く磁力もミクロで見るとローレンツ力であるっていう説もあります。
このあたりややこしくないですか。

お礼日時：2017/10/09 13:22

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/10/09 12:05

>この磁場↓にもう1個の磁石を置いたとき、発生する磁力は保存力ではないのですか

保存力ですがそれはローレンツ力ではありません。
既に書いたように、ローレンツ力は磁場が電荷に及ぼす力です。

この回答へのお礼

＞保存力ですがそれはローレンツ力ではありません。
　既に書いたように、ローレンツ力は磁場が電荷に及ぼす力です。


磁石と磁石の間に働く磁力はローレンツ力ではないとすると何と呼べばよいのでしょうか。
磁石と磁石の間に働く力もミクロで見るとローレンツ力であるっていう説もあります。

お礼日時：2017/10/09 12:46

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/10/09 09:57

>磁場は保存場のはずですよ。

それは関係ないです。

保存カと言うのは、適当な位置に対するスカラー関数φが有って

F=-gradφ

という形式になる、位置のみで決まるベクトル関数であらわされる力のことです。

ローレンツ力は

F=q(v X B)

で、Fは位置ではなく、速度で決まる関数なので、保存力では有りません。

5.は断熱圧縮なら保存カと言えるでしょう。

蛇足ですが、ローレンツ力 は電荷が磁場から受ける力を指す場合と
電場と磁場の双方から受ける力の和を表す場合が有るので
注意が必要です。

この回答へのお礼

この磁場↓にもう1個の磁石を置いたとき、発生する磁力は保存力ではないのですか？

https://juken-mikata.net/wp-content/uploads/2016 …

お礼日時：2017/10/09 11:30

No.3 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/09 09:43

お礼ありがとうございます。

磁場は、保存場ですが、磁場からローレンツ力を受ける物体の速度によって、ローレンツ力が変化します。
つまり、ローレンツ力は、物体の速度成分を持っているので、磁場内の移動経路によって変化してしまいます。
したがって、保存力の定義より、保存力となりません。

この回答へのお礼

度々すみません。
1個の磁石を真空中に置くと静磁場が出来ますよね。
その静磁場にもう1個の磁石を置くと磁力が働きますよね。
この磁力のことを考えていたのですが、この磁力は保存力ではないのでしょーか。
それともこの磁力のことをローレンツ力と言ってしまったのが間違いの元なのでしょーか。

お礼日時：2017/10/09 11:23

No.2 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/08 10:32

補足です。

温度差が関係するのは、「圧縮空気の力」のみです。

No.1 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/08 10:30

「ローレンツ力」と「圧縮空気の力」は、保存力ではありません。

両方共、速度項や温度差などが関係してしまいます。

この回答へのお礼

＞「ローレンツ力」と「圧縮空気の力」は、保存力ではありません。

磁場は保存場のはずですよ。

お礼日時：2017/10/09 07:31