中3理科:仕事

<ポイント>
・物体に力を加えて動かしたとき、「仕事をした」という
〔仕事[J]〕=〔力の大きさ[N]〕×〔力の向きに動いた距離[m]〕
・「力を加える方向」と「移動する方向」が垂直な場合は、いくら力を加えても仕事は 0[J]
理科における「仕事」とは、「物体に力を加えて、力を加えた方向に動かすこと」です。
これを「力は物体に対して仕事をした」といいます。

「仕事の大きさ」は計算で求めることができます。(単位は [ J ] を使う)

〔仕事[J]〕=〔力の大きさ[N]〕×〔動かした距離 [m]〕…①

たとえば、物体を 10 N の力で引いて、引いた方向に 2 m 動いたとします。
このとき、引いた手が物体にした仕事は、 10×2 = 20 [ J ] となります。

このとき、注意が必要なのは「力を加える向き」と「物体の動いた方向と距離」です。

・物体に力を加えたが、物体が動かなかった場合
 仕事=0J となります。
 ①の動かした距離=0 なので、積は0となってしまいます。

・物体を持ち上げて動かない場合
 仕事=0J となります。
 ①の動かした距離=0 なので、積は0となってしまいます。

・物体を持ち上げて、そのまま支えて水平方向に移動した場合
 仕事=0J となります。
「物体に力を加えて、力を加えた方向に動かすこと」を仕事というので、移動方向への分力が0Nとなります。つまり、「力を加える方向」と「移動する方向」が垂直な場合は、いくら力を加えても仕事は 0 のままです。

<補足>
斜めに力を加えた仕事
図のように、「斜めに力を加えて、物体を移動させた」ときの仕事の大きさは、
〔仕事[ J ]〕=〔水平方向の分力の大きさ[ N ]〕×〔動かした距離 [ m ]〕
で求めます。
<まとめ>
・物体に力を加えて動かしたとき、「仕事をした」という
〔仕事[J]〕=〔力の大きさ[N]〕×〔力の向きに動いた距離[m]〕
・「力を加える方向」と「移動する方向」が垂直な場合は、いくら力を加えても仕事は 0[J]

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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