7.13: 重力によって行われる仕事

重力は、自然界の 4 つの基本的な力の 1 つです。 地球上の物体と地球自体の間に働く力は重力と呼ばれます。

他の力と同様、重力が物体を地球の中心に向かって移動させる場合、重力はその物体に作用します。 この場合、重力によって行われる仕事は正であると言われます。 外力が重力に抗して物体に作用し、物体を地球の中心から持ち上げることができた場合、仕事は重力に逆らって行われます。 この場合、行われたネットワーク仕事はマイナスであると言われます。 物体が地球に沿って移動し、地球の中心に向かって、または地球の中心から離れる方向に変位がない場合、重力による仕事も、重力に逆らう仕事も行われません。

もちろん、地球上の物体は粒子ではありません。 複合物体の研究で開発された重心フレームワークは、この問題を回避します。 重力などの外力の影響を考慮する前に、物体の総質量に等しい質量の単一粒子が物体の質量中心に存在すると考えることができます。

物体が上に投げられると、重力がその変位に逆らって作用します。

したがって、重力によって行われる仕事は、重力と変位ベクトルの内積です。

これらのベクトルは反対方向を指しているため、実行される作業は負です。

重力は、物体の運動エネルギーを位置エネルギーに変換することにより、物体に働きかけます。

最大高さに達すると、オブジェクトはフォールバックします。重力は変位の方向に作用し、行われる仕事は正です。

物体が持ち上げられたと仮定すると、加えられた力と重力の両方が物体に作用します。

オブジェクトに対して行われる正味の仕事は、仕事エネルギー定理によって与えられます。

物体が揚力の前後に静止している場合、運動エネルギーの正味の変化はゼロです。

したがって、加えられた力によって行われる仕事は、重力によって行われる仕事よりも負です。