脚注
エネルギー場をエネルギーが変化する方向に微分すると,ポテンシャルとなる.
地球上で引力は,重力加速度を g (kg m s-2)として,mgで示され,これは,万有引力の式2.1にひとしいので,(地球の質量をMとして)
式r-2.1
地球の半径をaとすると,万有引力定数と地球の質量の積 GM は,GM=ga2であるので,これを重力場のポテンシャルエネルギーの式2.2に代入する.
質量mの物体を地表(r=a)から高さh(r=a+h)まで移動させると,エネルギーは,
地表の近くでは,a>>hなので,a(a+h) をa2と近似して,
V = m g h
なお,重力加速度は, (ただし,重力加速度は,地球の回転や地形に影響をうけるので,場所によって異なる値となる.)
2つの電荷に働く引力 F は,電荷をそれぞれ q1 q2 ,距離を r とすると,
質点に力を加えて,微小区間で加速したとき,到達した速度で示される.運動方程式から,力は,
両辺をxで積分し,変形して,
ここで,v2をtで微分すると,次の関係が得られる.
これを代入して,
アインシュタインの相対性理論では,運動しているときのエネルギーは,
E = c [p2 + m2c2]1/2 式2.7
ここで,v<< c ならば,次式で近似される.
式2.8
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