山形市の個別指導塾：【中学理科】仕事・仕事率の計算方法をしっかりと理解しよう

山形市にお住いの皆さま

いつもお世話になっております。

ナビ個別指導学院山形大学前校です。

今回は中3生が習う理科の仕事について解説していきます。

そもそも理科で言う「仕事」とはなんなのでしょうか。

例えば、床の上にある荷物を机に持ち上げることをイメージしてみましょう。

このとき「仕事をしている」といえます。

また、手のひらの上に物をのせ、それを持ち上げる場合にも、「仕事をしている」といます。

しかし、壁を押す場合などではどうでしょうか？

この場合は「仕事をしていない」ことになります。

この違いについて、詳しく見ていきましょう。

まず、仕事の定義から確認していきましょう。

「物体に力を加えて、その向きに動かすこと」を仕事といいます。

つまり、仕事をするためには、物体に力を加えた上で、動かさなければならないわけです。

仕事を求める公式は、次のように表されます。

　 仕事の大きさ 〔J〕＝ 力 〔N〕× 距離 〔m〕

例題として1問考えてみましょう。

ここに200gの荷物があります。

この荷物を2ｍ上に持ち上げます。

このときに必要な力から考えてみましょう。

100gの物体にかかる重力を1Nと表しましたね。

つまり、200gの物体を持ち上げるには、2Nの力が必要です。

距離は2mであることがわかっていますね。

上の公式によると、力×距離で仕事が求められます。

この場合は、2〔N〕×2〔m〕=　4〔J〕となります。

仕事の大きさは、単位J（ジュール）で表します。

そのため、この人がした仕事は、Jとなります。

先程の壁を押す例で言うと、どんなに壁を押しても動きませんよね。

つまり、距離が0mとなるわけです。

この場合、どんなにがんばっていたとしても、仕事は0Jとなります。

仕事の大きさ〔J〕＝力〔N〕×距離〔m〕という仕事の求め方を覚えておきましょう。

また、仕事率というものがあります。

仕事率とは1秒あたりの仕事の量のことをいいます。

仕事率の単位は[Ｗ]ワットになります。

仕事率の計算方法は

仕事率〔Ｗ〕=仕事の大きさ〔Ｊ〕÷時間〔秒〕

例えば先述の4Jの仕事を2秒で行ったとすると

4〔J〕÷2〔秒〕=2〔Ｗ〕

となります。

仕事の大きさをかかった時間で割るということを覚えておきましょう。

定期テストはもちろん、入試に向けても重要な単元となります。

しっかりと基本の計算式を覚えて、どんどん問題を解くようにしましょう！

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