¿Por qué físicamente las cosas en general tienden a moverse hacia un valor potencial más bajo en un campo potencial?

Question

Hay muchas respuestas en el sitio que discuten el movimiento de los electrones en un campo de potencial eléctrico, Ver ¿Por qué se describe la tensión como energía potencial por carga?

pero también la masa tiende a moverse hacia un potencial gravitacional más bajo. Supongo entonces que las cosas en general tienden a moverse hacia un potencial más bajo cuando el potencial se define de manera que represente la energía potencial. Sin embargo, a veces se utiliza "potencial" para un campo del que se puede derivar otro campo, normalmente tomando un gradiente.

Ver ¿Cuál es la definición general de física básica de un "potencial"? para una discusión del término "potencial" en física.

Mi pregunta es:

¿Por qué físicamente las cosas en general tienden a moverse hacia un valor potencial más bajo en un campo potencial?

¿Lo hacen en general? ¿Existe una ley física? ¿Existe una explicación física básica? Sé que hay explicaciones matemáticas. ¿Tiene que definirse el potencial como energía potencial para que esto sea cierto? También tiene que ser así si un campo puede derivarse de otro campo potencial. etc. ..

Answer 1

Para ser sinceros, es simplemente una definición. No hay ninguna entrada física, podríamos definir fácilmente que los objetos tienden a moverse hacia los máximos. Podríamos definir el potencial de tal manera que la fuerza que modela es $F=\nabla V$ .

Tiendo a pensar que la razón por la que hemos elegido modelar las cosas como si se movieran hacia los mínimos es para que podamos pensar pictóricamente en una bola que reside en la curva de potencial, deslizándose hacia abajo debido a una aceleración gravitacional uniforme. Esto ayuda a construir la intuición de qué puntos son equilibrios estables/inestables.

Para reiterar, hasta donde yo sé no hay absolutamente ninguna razón física para que los objetos se muevan hacia los mínimos de los potenciales. Todo es una definición para que podamos modelar la dinámica. De la misma manera que la Segunda Ley de Newton $F=ma$ es una definición de fuerza. Tenemos que definir las cosas antes de empezar a modelar algo, y siempre habrá una ambigüedad cuando se hace esto.

Lamento no poder darle la respuesta que desea.