保存力

保存力

『仕事の原理』や、

『仕事の原理_補足』において、

どのような経路をたどっても仕事は一緒であると説明しました。

このように、物体をA点からB点に移動するとき、移動させようとする力のする仕事が経路によらず一定になる場合、元々物体にはたらいていた力を保存力といいます＊「保存力」という名前は力学的エネルギー保存の法則からきています。
　閉じる。上の場合ですと重力のことです。

保存力には重力の他に、弾性力や静電気力があります。

弾性力については、空間全体にはたらいているわけではないので、「経路によらず一定」というよりも、「伸び縮みを1回繰り返しても2回繰り返しても仕事は一定」とでもいうべきかもしれません。

川の流れも、一定であれば保存力といえます。

保存力の中においては、A点からB点に移動させるための仕事の量は、A点の位置エネルギーとB点の位置エネルギーの差になっています。このことをエネルギーの原理ということもあります。しかし、一般的にはこの言葉は運動エネルギーに関して使うことが多いです。

このように、位置によって物理量が決まるとき、その空間をその物理量の場といいます。

非保存力

摩擦力や空気抵抗は、動く方向と逆向きにはたらく力であり、

A点からB点に移動する際、遠回りの経路をとれば多くの仕事を必要としてしまうので「経路によらず一定」とはいえません。

このような力を非保存力といいます

非保存力は、位置によって物理量が決まるというようなことはありません。位置エネルギーが設定できません。B点の位置エネルギーを設定しようとしても、たとえば、A点からB点へ向かうときに様々な経路があり、経路ごとに仕事の大きさが違うので、B点の位置エネルギーの大きさはコレ、と決めることができません。

慣れないうちは保存力と非保存力の区別が難しいかもしれませんが、『力学的エネルギー保存の法則』や『力学的エネルギーが保存されない運動』を読んでもらうと、違いがはっきりしてくると思います。