高校物理レベル

質問

高校物理レベル

電磁気の初歩の初歩なんですが、外力のする仕事＝－静電気力の仕事とあるのですが、よく理解できません。。。
教えて下さい

あとこの等号は仕事のときにしか成り立たないのでしょうか？力とかエネルギーの状態では等号は成り立たないのでしょうか？

物理は苦手でよくわかってないので宜しくお願いします

回答No.1

noname#185706 · ベストアンサー

おそらく、静電場 E（ベクトル）の中にある電荷 q に外力 f（ベクトル）を加えて、電荷をゆっくり距離 △x（ベクトル）だけ変位させる場合のことでしょう。

電荷はゆっくり動きますから、それに働く静電気力と外力はつりあっていると見なせます。よって
q E + f = 0 。　(1)
これに △x を乗じると
q E・△x + f・△x = 0 。　(2)
力（ベクトル）と変位（ベクトル）の（内）積は仕事ですから、(2)式は
静電気力のする仕事 + 外力のする仕事 = 0　(3)
を意味します。これから質問文の関係式
外力のする仕事＝－静電気力のする仕事
が得られます。外力と静電気力は方向が反対なので、仕事の符合が逆になるのです。

電荷がゆっくり動くということは、その運動エネルギーはほぼ零のままで変わらないということです。よって、電荷になされる仕事の和は零です。それが(3)式の意味です。

>力とかエネルギーの状態では等号は成り立たないのでしょうか？

成り立ちます。(1)式からは力に関して
f = - q E
が成り立つことが分かります。また、仕事はエネルギーの一形態です。

お礼

回答ありがとうございます

理解しました！
大変たすかりました。