Почему физически вещи вообще имеют тенденцию двигаться к более низкому потенциальному значению в потенциальном поле? [дубликат]

На сайте есть много ответов, обсуждающих движение электронов в электрическом потенциальном поле. См. Почему напряжение описывается как потенциальная энергия на заряд?

но также масса имеет тенденцию двигаться к более низкому гравитационному потенциалу. Тогда я предполагаю, что вещи в целом имеют тенденцию двигаться к более низкому потенциалу, когда потенциал определяется так, что он представляет собой потенциальную энергию. Однако иногда «потенциал» используется для поля, из которого может быть получено другое поле, обычно путем взятия градиента.

См. Что такое общее определение «потенциала» в физике? для обсуждения термина «потенциал» в физике.

Мой вопрос:

Почему физически вещи вообще имеют тенденцию двигаться к более низкому потенциальному значению в потенциальном поле?

Есть ли они вообще? Существует ли физический закон? Есть ли базовое физическое объяснение? Я знаю, что есть математические объяснения. Должен ли потенциал определяться как потенциальная энергия, чтобы это было верным? Также должно ли это быть верным, если одно поле может быть получено из другого потенциального поля. И т. д. ..

Обычно сила равна минус градиенту потенциала. Если тело не находится в экстремальной точке потенциала, на него будет действовать сила, направленная к минимальной точке.
Это все еще в основном математический аргумент: почему он «…испытывает силу, которая будет направлена ​​к минимальной точке».
@ Джон Ренни Только что посмотрел на это, и я думаю, что они не одинаковы, хотя и близки. Я надеюсь, что этот вопрос создаст разные ответы, более тесно связанные с физическим определением «потенциального поля», а не «потенциальной энергии».
Физического закона не существует, потому что потенциал и потенциальная энергия буквально являются первообразными. Силы являются физическими, а энергия — это просто математика, построенная поверх силы (да, я знаю, что на курсах старшего уровня именно энергия становится фундаментальной и, возможно, даже физической, по мнению многих). В любом случае, так же, как вы можете создать первообразную функцию ∫ а Икс ф ( Икс ) г Икс в исчислении с одной переменной вы можете создать функцию потенциальной энергии (первообразную) в физике из силы точно таким же образом. Нет закона, который требует от нас использовать эту математику. Мы могли бы забыть об энергии

Ответы (1)

Честно говоря, это просто определение. Физического входа нет, мы могли бы легко определить его так, чтобы объекты стремились двигаться к максимумам. Мы могли бы определить потенциал таким образом, что сила, которую он моделирует, равна Ф "=" ∇ В .

Я склонен думать, что причина, по которой мы решили моделировать вещи как движущиеся к минимумам, заключается в том, что мы можем наглядно представить себе шар, находящийся на потенциальной кривой и скользящий вниз из-за равномерного гравитационного ускорения. Это помогает построить интуицию, для которой точки являются устойчивыми/нестабильными равновесиями.

Повторюсь, насколько я знаю, нет абсолютно никакой физической причины для объектов, движущихся к минимумам потенциалов. Это все определения, чтобы мы могли моделировать динамику. Точно так же, как второй закон Ньютона Ф "=" м а является определением силы. Нам нужно определить вещи, прежде чем мы начнем что-либо моделировать, и при этом всегда будет двусмысленность.

Извините, что не могу дать вам ответ, который вы хотите!

Я согласен, что потенциальная энергия U можно было определить так, что сила Ф → указывает вверх по энергетической функции. И просто добавить еще одну причину для знака минус. Вы используете этот знак минус в определении U так что полная энергия Е является К + U . Без этого знака минус энергия определялась бы как К − U . Но это всего лишь эстетическая мотивация для вашей более физической мотивации.
Почему физически вещи вообще имеют тенденцию двигаться к более низкому потенциальному значению в потенциальном поле? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v