ここから本文です

例えば、手で支えている10gの釘の真上1cmのところに永久磁石を持ってきて釘を支え...

ham********さん

2006/7/500:37:11

例えば、手で支えている10gの釘の真上1cmのところに永久磁石を持ってきて釘を支えている手を離すと、釘は1cm上向きに移動して磁石にくっつきます。磁石は釘に対して10g重cmの仕事をしたことになると思いますが、その分(10g重cm)だけ磁石のもつエネルギーは減ったと言っていいのでしょうか?もしその場合、どのような種類のエネルギーが減ったことになるのですか?次に、磁石にひっついた釘を磁石から十分に遠い距離へと引き離した場合、磁石のもつエネルギーは、1cm離れて釘を支えていた初めの状態よりも増加または減少しているのですか?

閲覧数:
390
回答数:
3

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

2006/7/501:32:51

詳しく説明すると、電磁場理論の本を書かなくてはならなくなりますので、ここでは、極簡単に説明します。

例えば、坂道にボールを置くと転がります。つまり運動エネルギーを”坂道から”得ているわけです。では坂道のエネルギーは、いつかなくなってしまうのでしょうか?
なくなりません。なぜなら重力場という、力のベクトル場が存在するからです。ベクトル場とは、物体が存在する場所に応じた力が常に生じるものだからです。これは空間固有の性質です。エネルギーがあってそれを消費しているのではなく、力が自然に生じる”場”なのです。

磁石も同様で、磁場というベクトル場が存在します。では磁場や重力場から無限に力(エネルギー)を取り出せるでしょうか?
坂道を転がるボールはいつか止まります。同様に磁石もくっ付いた時点で物体の運動が止まります。無限に取り出すことはできないのです。

質問した人からのコメント

2006/7/5 22:15:33

ありがとうございます。わかり易いたとえで参考になりました。

ベストアンサー以外の回答

1〜2件/2件中

並び替え:回答日時の
新しい順
|古い順

プロフィール画像

カテゴリマスター

[中]さん

2006/7/509:57:29

永久磁石の話ですし、磁石の持つエネルギーは、全然変わらないですね。

釘を手で押さえて1cmの位置に止めて次の準備をした所で、
重力で言う位置エネルギーのような状態を釘が持っています。

手を放して釘が動くと、釘の持つエネルギーが速度に変わりますが、
すぐに磁石に当たってエネルギーが解放されます。
(熱のようにどこかに散るでしょう)

磁石のほうは、重力場と同様な、磁場と力を提供しただけで、
仕事はしていませんし、エネルギーにも関与しません。

質問文の状態を、上下逆さまにして、磁石でなく、ただの地面(地球)と
考えてみることもできます。

1cm上で支えていた釘を、地面に落とすだけの場合と同じです。
重力による1cm分の位置エネルギーが、解放されるだけです。

地球(質問文では磁石)の側は、エネルギーには関与しないと
考えるほうが、わかりやすくなります。

地面から物を持ち上げたり、磁石から離すような場合も、
釘や物体のほうのエネルギーだけ考えます。

釘にエネルギーを与えたりするのは、手などの外力のほうで、
地球や磁石の側ではないですね。
(ポテンシャルエネルギーなので、力やエネルギーの大きさを決めるのに、
重力の強さや磁力の強さが関係しますが、
地球は磁石自体の側は、エネルギーの出し入れはしません)

磁石や地面の側のエネルギーは、普通は考えないです。
(動かない側、内部が変化しない側とみなして考える)

磁石内部のほうまでミクロ的に観察して、何が起こるか考慮する場合は
また別な話ですが、質問文のような、外の物体の位置エネルギー
(ポテンシャルエネルギー)の話とは、別問題で考えるでしょう。

car********さん

2006/7/505:07:32

それは磁石自身が持っているエネルギーではなく,磁石が作り出す磁場と,釘との位置関係で生じる位置エネルギーと解釈するべきですね。磁石が動かないものとすると,釘が磁石にくっついたとき,釘は自分が持っていた位置エネルギーを失って得た運動エネルギーを,磁石との非弾性衝突ですべて失った(熱や音になった)わけです。

釘を磁石から十分に離したとき,釘はそれなりの位置エネルギーを獲得しています。

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問は選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。

不適切な投稿でないことを報告しました。

閉じる