仕事

物体に力を加えてその力の向きに動かしたとき、物体に対して仕事をしたという。仕事の単位はJ(ジュール)
仕事(J)=力(N)×力の向きに動いた距離(m)

重力にさからってする仕事
物体を真上にゆっくり引き上げる場合、物体にかかる重力と同じ大きさの力が必要となる。
質量200gの物体を真上に3m持ち上げる場合、仕事=2N×3m=6J となる。

仕事の原理

同じ仕事をする場合、道具を使っても使わなくても仕事の量は変わらない。

例1) 動滑車
物体を真上にxm上昇させるためにはひもを2xm引く必要があるが、ひもを引く力は物体の重さの半分になる。 動滑車
例2) てこ
物体を真上にxm上昇させるためには、点Pを下に x × b a m引く必要がある。そのときの力は物体の重さの a b になる。 てこ a b P
例3) 斜面
物体をxm上昇させるには斜面に沿ってym引く必要がある。その時の力は 物体の重さの x y になる。 斜面 斜面 y x

仕事の原理により同じ仕事をする場合、道具を使って力を加える距離を長くすると、必要な力の大きさを小さくすることができる。

仕事率

単位時間にする仕事を仕事率という。単位はW(ワット)
仕事率は仕事の能率の大小を表す。 仕事率(W) = 仕事(J) 仕事にかかった時間(s) ※ 2年電気ででてきた電力(W)は電気による仕事率である。

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