保存力
力
のする
仕事
が
移動経路に依らずに
出発点と終着点の位置のみで決まるようなとき、
を
保存力
と言う。
例
傾角
θ
の斜面
AB
があるとき、
(1)
斜面に沿って
A
から
B
まで
質量
m
の物体を滑り落とすこともできるし、
(2)
斜面を瞬間的に取り去って
A
から鉛直に床上の
C
まで落下させてから水平な床上を
B
まで移動させることもできます。
として、
(1)
の方法では、物体に働く
重力
の斜面に沿う方向の成分
が、
距離
d
だけ仕事をします。重力のする
仕事
は
(2)
の方法では、
重力
が
距離
だけ仕事をします。重力のする
仕事
は
重力は、異なる経路で移動させても
(1)
,
(2)
のように仕事が等しくなるので
保存力
です。
ほかに、バネの弾性力、万有引力、クーロン力なども
保存力
です。
摩擦力は、一方向に直線的に移動する場合には保存力として扱える場合がありますが、一般的に、行って戻る場合などは
非保存力
です。
保存力
がある場合、
保存力に逆らう
外力
のする
仕事
として
位置エネルギー
を考えることができます。
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