一次元の力と位置エネルギー

保守的な力は、位置エネルギーで表すことができます。

位置の関数である保存力のために直線に沿って移動する物体を考えてみましょう。

さて、保存力によって行われる仕事は、その位置エネルギーの変化のマイナスに等しくなります。

行われる仕事は、力と力によって引き起こされる変位の積にも等しくなります。

したがって、身体にかかる力は、位置エネルギーの変化を変位で割った負の値に等しくなります。

負の符号は、保存力がシステムを低い位置エネルギーに引きずり込むことを示します。

非常に小さな変位の場合、1次元での力と位置エネルギーの表現を確立できます。

力とポテンシャルエネルギーの関係を検証するために、弾性ポテンシャルエネルギーの例を考えてみましょう。力とエネルギーの関係に置き換えられると、フックの法則の公式が確立されます。