誰かがコーヒーカップをテーブルから持ち上げると、彼らは働いています重力に逆らって.カップがテーブル上ではなく空中にあると、位置エネルギーが蓄えられます。 手放すと落ちるでしょう。
重力は一例です保存力. 私たちの周りの他の力も同様に、特定の構成でオブジェクトを保持することによってシステムにエネルギーを蓄積します。これにより、運動が発生し、蓄積されたエネルギーが解放されると運動エネルギーに変換されます。
システム内の総運動エネルギーと位置エネルギーは、システムの総機械エネルギーと呼ばれます。 総エネルギーは、機械的エネルギーと熱的およびその他の形態のエネルギーの合計です。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
保存力により、位置エネルギーが蓄積されます.
保存力の定義
そのコーヒーカップをもう一度見てください。 カップが腰の高さで手に引っかかる前に人の腰よりも上に投げられているかどうか、またはそれが 腰の高さまでまっすぐ持ち上げるだけで、カップの最後に含まれる重力ポテンシャルエネルギーの量が維持されます。 同じ。 どちらの場合も腰の高さから下がると同じ落下になります。
言い換えれば、オブジェクトが保存力を経験することから得られる位置エネルギーの量は次のとおりです。パスに依存しない：オブジェクトのみに依存します最終変位 （最終位置と初期位置の差）、移動した合計距離ではありません。 最初のケースでは、カップは移動しました合計でさらにポイントaからポイントbへ–上に移動し、瞬時に停止してから、手に落ちます それはそれを捕らえました–それはまだ単に持ち上げられたカップと同じ位置で始まりそして終わりました アップ。 それは位置エネルギーの全体的な変化をもたらします重力から各カップについて同じ。
対照的に、非保存力は蓄積されたエネルギーをもたらしません。 代わりに、非保守的な力が仕事をするために使用するエネルギー消散する 熱（熱エネルギー）として周囲の環境に放出され、再利用することはできません。
保存力のもう1つの一般的な定義は、閉じたパスで行われるネットワークがゼロであるというものです。 閉じたパスとは、オブジェクトが同じ位置で開始および終了するパスです（変位はゼロです）。 なぜなら作業物理学では力ですFオブジェクトに作用してその変位を掛けるd
W = Fd
したがって、オブジェクトの変位がゼロの場合、総仕事量もゼロになります。 それで、それを動かした力は保守的だったに違いありません。
保存力の例
重力と同様に、他の保存力によってオブジェクトの位置が変化し、エネルギーが蓄積されます。 たとえば、スリンキーのようなコイル状のおもちゃのバネの力や、弓で引き戻される矢は、静電力と同様に保存力です。 2つの荷電粒子を互いにある程度の距離で保持する力、またはN極とS極または2つの棒磁石を保持する磁力 離れて。
これらのいずれかの場合にオブジェクトが「手放す」とすぐに、オブジェクトは移動します。 スリンキーがポップアップするか、矢印がターゲットに飛ぶか、パーティクルが引き付けられるか反発します。
保存力が重要な理由
保存力により、人間はエネルギーを蓄え、後で有用な仕事に使うことができます。 それらは再利用可能なエネルギーの源です。重力が何度も作用するように物体を地面から持ち上げることができ、弓矢を何度も設定および解放することができます。
もちろん、実際の世界では、保守的な力は孤立して存在していません。 ここで説明する各状況では、一部のエネルギーは常に摩擦力からの熱として放散されます、非保存力であり、そのシステムに蓄積されたエネルギーに直接戻ることはできなくなりました。
また、保守的な力自体も無限ではありません。 ある時点で、引き伸ばされたばねはその弾性限界に達し、破損します。 高すぎるコーヒーカップを落とすと、修理できないほど壊れてしまいます。 しかし、これらのオブジェクトの限界をしっかりと理解することで、物理学者やエンジニアは、ダム、おじいさんの時計、車のバッテリー、その他の便利なことができる無数のデバイスを作ることができます。