高校物理をやさしく解説するブログ

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    カテゴリ:高校物理 力学 > 仕事とエネルギー

    物理で習う「仕事」とは、
    もちろん会社やアルバイトなどの
    日常生活で使う仕事とは違います。

    ちゃんとある決まりの下に
    求まる物理量です。

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    力学の基礎 (これでわかった!)』をお持ちの方は、
    第6章『仕事とエネルギー』の
    P.160ページをご参照に。

    床の上に置いてある物体を
    力F〔N〕を加え続けて押してみましょう。

    物体はまっすぐ
    距離x〔m〕動いたとしましょう。

    このときの仕事W〔J〕は
    次のように計算できます。

    W=F×x

    単位は以下のように読みます。
    W〔J〕・・・ジュール
    F〔N〕・・・ニュートン
    x〔m〕・・・メートル

    つまり、力と距離をかければ
    物理の仕事がすぐ求まります。

    たとえば、
    物体に50Nの力を加えて
    4m動かしたとしましょう。

    このときの仕事は

    W=50×4=200J

    と求まります。

    じゃあ、この200Jって一体何?
    ということになります。

    実は、この仕事は
    物体に蓄えられたエネルギーなのです。

    つまり、こういうことです。 【物理の「仕事」って何?】の続きを読む

    仕事とエネルギーの関係というのは、
    仕事とは?のページで
    でもお話したように、

    人は物体に力を加え仕事をする=人は物体に力を加えエネルギーを与える

    ということ。

    つまり、
    物体にたくわえられたエネルギーの
    根源は加えた力がした仕事なのである。

    物体のエネルギーとは仕事なのである。

    これを思い出しながら
    次のことを考えよう。

    初速度v0の物体を一定の力Fで押していく。
    このとき物体は等加速度運動をするから、
    次の式が成り立つ。

    v2 - v02 = 2ax

    この式の両辺に1/2mをかけると

    1/2m(v2 - v02) = 1/2m・2ax

    より

    1/2mv2 - 1/2mv02 = max

    となる。

    ここで運動方程式より、

    ma = F

    が成り立つから、

    1/2mv2 - 1/2mv02 = max = Fx

    となる。

    また仕事W=Fxだから、

    1/2mv2 - 1/2mv02 = max = Fx = W

    となる。 【仕事とエネルギー】の続きを読む

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