保存力 関連問題
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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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