エネルギーと力の比較

力とエネルギーは、古典力学と相対論力学の基本的な概念である。これらの分野で活躍するためには、これらの用語について明確な説明をすることが重要です。本稿では、力とエネルギーという2つの概念の基礎となる部分、その共通点、そして最後にその違いについて説明する。

エネルギー

エネルギーは直感的に理解できない概念です。エネルギー」という言葉は、ギリシャ語の「energeia」に由来し、動作や活動を意味します。その意味で、エネルギーは活動を支えるメカニズムであると言えます。エネルギーは直接観測できる量ではありません。ただし、外形的な特性を測定することで算出することは可能です。エネルギーにはさまざまな形があります。運動エネルギー、熱エネルギー、位置エネルギーなど、さまざまなエネルギーがあります。特殊相対性理論が開発されるまで、エネルギーは宇宙で保存される性質であると考えられていた。相対性理論と量子力学は、エネルギーと質量が交換可能であることを示している。これが、宇宙のエネルギー・質量保存を生み出すのである。この2つの量は、どちらも物質の2つの形態である。有名な方程式E = mc2は、m個の質量から得られるエネルギー量を示している。しかし、核融合や核分裂が起きない場合、系のエネルギーは保存されていると考えることができる。運動エネルギーは物体を動かすためのエネルギー、位置エネルギーは物体の位置によるもの、熱エネルギーは温度によるものである。

フォース

力は、あらゆる物理的形態における基本的な概念である。最も基本的な意味で、4つの基本的な力があります。重力、電磁気力、弱い力、強い力である。これらは、相互作用とも呼ばれ、非接触の力である。私たちが日常、物を押したり、何らかの作業をするときに使っている力は接触力です。ここで重要なのは、力は常に対で働くということです。物体Aが物体Bに及ぼす力は、物体Bが物体Aに及ぼす力と等しく、かつ反対である。これはニュートンの運動の第三法則である。力の一般的な解釈は「仕事をする能力」です。ここで重要なのは、仕事をするためには力が必要だが、必ずしもすべての力が仕事をするわけではないということである。力を加えるには、一定のエネルギーが必要です。このエネルギーは、力が加わっている物体に伝わります。この力は、第二の物体に作用する。この意味で、力とはエネルギーの伝達方法である。古典力学は、主にサーによって開発された。アイザック・ニュートン彼の作った運動の三法則は、すべての古典力学の基礎となるものである。物体に作用する運動量の変化率は、物体の運動量の正味の変化率として定義される。