仕事から見た力の種類
ここで「力」と書いたが、「力」には、引力や電磁気力、摩擦力等様々な種類がある。
「仕事」という視点で見ると、これら力は大きく2のグループに分類することができる。
保存力と非保存力だ。
| 力の分類 | 意味 | 例 |
| 保存力 | 始点と終点だけで、仕事が決まる。 経路に依存しない。 遠回りしても仕事は変わらない。 | 重力 バネの弾性力 クーロン力 磁気力 |
| 非保存力 | 始点と終点だけでなくその間の経路によっても仕事の量が変わる。 遠回りすれば仕事は増える | 摩擦力 流体の抵抗力 |
保存力
重力に抗して質量mの物体を地面から高さhまで持ち上げるとする。
経路Aのようにまっすぐ上に持ち上げても、経路Bのように斜めに持ち上げても、要する仕事はmghで変わらない。
さらに経路Cのように複雑になっても、仕事はmghだ。
保存力が作用する場では、始点と終点の間の距離hだけで仕事は決まるからだ。
また、保存力は位置の関数でもある。
だから、保存力の式を見ると皆、位置を示す変数が入っている。
物体があり位置さえ決まれば力の大きさと方向が決まるのだ。
| 保存力 | 力を示す式 |
| 引力(重力) | ![]() 地上近辺の近似式は ![]() |
| クーロン力 | ![]() |
| 磁気力 | ![]() |
| バネ弾性力 | ![]() |
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