入試物理考究16 －基本事項の導入の仕方「保存力と位置エネルギ－」－

入試物理が扱うテ－マを、場合によっては分野の枠にとらわれずに選択し、深く考え研究するための講座が入試物理考究です。今回は基本事項の導入の仕方として、力学における「保存力と位置エネルギ－の関係」を扱います。力学の柱に原理としての運動方程式と、定理としての運動エネルギ－変化率と仕事率の関係を据えます。重力や弾性力を含む設定で、仕事と経路の関係や保存力の定義に触れながらエネルギ－保存則を導出する経験を積んだあとで、一般論を整理し、さらなる具体例として万有引力やクロ－ン力を扱うことにします。電場と電位の関係、つりあいの安定性についても含み、理解を深めることは、物理の理解を深めるきっかけになります。