物理学解体新書/携帯版


■位置エネルギー■

高さhにある質量mの物体はmghの「仕事をする可能性」を持つ。

これを位置エネルギーという。

質量mの物体がグラグラと今にも落ちそうな状態であるか、また絶対に落ちないように安全に固定されているかは関係ない。

グラグラしてようが安全であろうが、その高さがｈであれば位置エネルギーはmghなのだ。

つまり、高い位置にあるというだけで、エネルギーを持っているというわけだ。

保存力は始点と終点の位置関係のみで仕事が決まる力であった。

重力は保存力なので、物体の移動による仕事は途中の経路に無関係ということになる。

だから、位置エネルギーの大きさは、「高い位置」と「低い位置」の２点間の「高さの差」だけで決まる。


高い位置や、低い位置は重力の作用によって生じる概念だ。

無重力空間の宇宙では、「高い」「低い」の区別はない。

重力の作用しない場所では、２点間に位置エネルギーは成立しないのである。


物体が保存力だけを受けて運動する場合、運動エネルギーと位置エネルギー(ポテンシャルエネルギー)の和は常に一定である。

これを力学的エネルギー保存の法則という。





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