質問: 例えば、手で支えている10gの釘の真上1cmのところに永久磁石を持ってきて釘を支えている手を離すと、釘は1cm上向きに移動して磁石にくっつきます。磁石は釘に対して10g重cmの仕事をしたことになると思いますが、その分(10g重cm)だけ磁石のもつエネルギーは減ったと言っていいのでしょうか?もしその場合、どのような種類のエネルギーが減ったことになるのですか?次に、磁石にひっついた釘を磁石から十分に遠い距離へと引き離した場合、磁石のもつエネルギーは、1cm離れて釘を支えていた初めの状態よりも増加または減少しているのですか?
回答: 詳しく説明すると、電磁場理論の本を書かなくてはならなくなりますので、ここでは、極簡単に説明します。 例えば、坂道にボールを置くと転がります。つまり運動エネルギーを”坂道から”得ているわけです。では坂道のエネルギーは、いつかなくなってしまうのでしょうか? なくなりません。なぜなら重力場という、力のベクトル場が存在するからです。ベクトル場とは、物体が存在する場所に応じた力が常に生じるものだからです。これは空間固有の性質です。エネルギーがあってそれを消費しているのではなく、力が自然に生じる”場”なのです。 磁石も同様で、磁場というベクトル場が存在します。では磁場や重力場から無限に力(エネルギー)を取り出せるでしょうか? 坂道を転がるボールはいつか止まります。同様に磁石もくっ付いた時点で物体の運動が止まります。無限に取り出すことはできないのです。