道具・時間を含む仕事の入試問題を解こう

初見の滑車や斜面でも、ひもの本数を暗記する前に、測る力の向きとその点が動く距離を図へ書けば仕事を求められます。

このレッスンの役割

「仕事と仕事率」の仕上げです。直接・道具・時間の資料から、仕事か仕事率かを選び、条件付きで比較します。

前から受け取る力：仕事の成立条件と式の誤りを修正する力
今回完成させる力：初見装置で力と距離を読み、仕事・仕事率を説明する力
次へ渡す力：次節で仕事をエネルギーの変化へ結ぶ力

知る：入試問題を五段階で解く

まず同じ物体を同じ高さへ上げるかを確認します。次に引く力と、ひもの端を引く距離を対応させます。時間が問われたときだけ仕事率へ進みます。

理解する：方法と速さを別々に比較する

摩擦なしなら、直接と道具の仕事は同じです。しかし同じ仕事を短時間で行う方法は仕事率が大きくなります。「楽」「速い」「仕事が小さい」は別の判断です。

例で使い、よくある誤答を直そう

120 Nの物体を0.5 m上げる仕事は60 J。動滑車で60 Nを1.0 m引いても60 Jです。直接6秒なら10 W、滑車10秒なら6 Wです。

「滑車は力が半分だから仕事も30 J」は距離を落とした誤答です。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

力×距離で仕事、仕事÷時間で仕事率を選べます。次は仕事によって変化する位置・運動エネルギーを学びます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。