電位とは「電荷1 Cあたりの位置エネルギー」です。高い棚の上に重い物を置くほど重力による位置エネルギーが大きいのと同じように、電位が高い場所に大きな正電荷を置くほど、静電気力による位置エネルギーは大きくなります。つまり \(U = qV\) という「かけ算」で求められます。
静電気力による位置エネルギー \(U\) は、電荷 \(q\) と電位 \(V\) の積で求められます。
公式：
$$ U = qV $$値を代入します：
$$ U = 6.0 \times 10^{-8} \times 20 $$ $$ = 12.0 \times 10^{-7} $$ $$ = 1.2 \times 10^{-6} \text{ J} $$数値計算の確認：電気素量 \(e = 1.6 \times 10^{-19}\) C の電子が電位差 100 V で加速されると、運動エネルギーは \(eV = 1.6 \times 10^{-19} \times 100 = 1.6 \times 10^{-17}\) J = 100 eV です。
正電荷が正の電位にあるとき、位置エネルギーは正です。これは「電荷を無限遠（電位 0）からその位置まで運ぶのに外力が正の仕事をした」ことを意味します。
逆に、負電荷が正の電位にある場合は \(U = qV < 0\) となり、位置エネルギーは負になります。符号に注意しましょう。
静電気力による位置エネルギーは \(U = qV\) で求められる。重力の位置エネルギー \(U = mgh\) と対比すると、電荷 \(q\) は質量 \(m\) に、電位 \(V\) は高さ \(gh\) に対応する。単位の確認：\(\text{C} \times \text{V} = \text{J}\) である。