中学理科「仕事・仕事率の求め方」

中学理科「仕事・仕事率の求め方」です。

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仕事

仕事の量は力と移動距離で決まる。物体を動かさないときには、物体に力がはたらいていて、電力や燃料を補給する必要がないが、物体を動かそうとすれば、その分だけ何かを補給しなければならない。したがって、物体に力を加えてその物体が動いたときに、物体に対して「仕事をした」といいいます。

※手で荷物を下げてじっとしている場合には、力はいるが荷物は動いていないので、荷物に対して力は仕事をしていない。

仕事の表し方の量は大きさと力の向きに動いた距離の積で表される。仕事の大きさは、作用する力が大きく、大きいほどそれに比例して大きくなる。

仕事とは、物体に力を加えて、力の向きに物体を動かしたとき、その力物体に対して仕事をしたという。

仕事か否かの例

  • 仕事×:10kgの物体をもって10分間立っていた。物体動いてないから仕事はしていない。
  • 仕事×:10kgの物体をもって水平に10m歩いた。地面から垂直平行に力がくわえているが、その向きに物体を置いてないから仕事はしていない。
  • 仕事○:10kgの物体を鉛直方向に1m引き上げた。力の向きに鉛直方向ではその向きに物体が動いているから仕事をした。

仕事の大きさ

仕事の量は、物体にはたらかせた力の大きさと力の向きに物体が動いた距離との積で表す。

(仕事の公式)仕事[J]=力の大きさ[N]×移動距離[m]

仕事率

仕事の能率は、仕事率で表す。単位時間になされた仕事の量をいう。単位はW(ワット)。

(仕事率の公式)仕事率[W]=仕事[J]÷時間[秒]

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