物体に関連付けられた エネルギー の形式があり、基準に対する物体の位置や物体自体の弾性特性に応じて、仕事を実行するためにエネルギーを蓄えます。これが 位置エネルギー です！
ポテンシャル エネルギーまたは位置エネルギーという用語は、1853 年にウィリアン ランキンによって作成されました。
ただし、既存のエネルギーのすべての形態が潜在的な可能性があるわけではありません。その理由は、 保守勢力 と 消散勢力 が存在するためである。
保守勢力とは、次のような勢力を指します。
- a) 作業は軌道から独立しています。そして
- b) 身体が最初の位置を離れ、再び元の位置に戻る場合 (閉回路)、身体にかかる保存力によって行われる仕事の合計はゼロになります。
散逸力は、上記 (b) を満たさない力、つまり閉回路内の総仕事がゼロにならない力です。 位置エネルギーが存在するには、力が保守的でなければなりません。
これら 2 つの力の違いを理解するために、物体に保存力が作用していると仮定してみましょう。 (外部) 仕事 τ ext は、身体に位置エネルギーを蓄積するためにこの保存力によって行われ、身体が受け取ったこの位置エネルギーを別の形態のエネルギーで消費するために身体によって行われる (内部) 仕事 τ int とします。位置エネルギーが別の形態のエネルギーに完全に変換され、再び仕事が生成される場合（保存系）、獲得された外部仕事も完全に仕事の形で消費されます（内部）。こちらです、
したがって、内部仕事と外部仕事を加算すると、合計はゼロになります。負の符号は、身体が位置エネルギー (+ τ ext ) を獲得し、それを完全に使用する (- τ int ) ため、身体によるエネルギーの損失によるものです。エネルギーはベクトルではなく スカラー量 であるため、項目 (a) で見られるように、物体がその初期位置に戻る限り、位置エネルギーの別のエネルギーへの損失なしの変換は軌道とは独立しています。
ここで、散逸力の影響下にある物体を想定してみましょう。体内に位置エネルギーを蓄積するために行われる外部仕事 τ ext は 、内部仕事 τ int の形で完全には消費されません。外部仕事が完全に消費されると、その一部は内部仕事の形になり、別の部分は仕事を生成しない他の形のエネルギーになります。それらを散逸エネルギー E dis と呼びます。それで、私たちは、
このようにして、内部と外部の仕事の合計はゼロではなくなります。
保存力の例には、弾性力、重力、静電気力などが含まれます。散逸力の例には、摩擦力、抗力などが含まれます。
ギャラリー
