理科でいう仕事の成立条件を見分けよう
重い荷物を持って立ち続けると疲れます。しかし理科では、荷物が動かなければ荷物にした仕事は0です。日常語の「努力」と、理科の「仕事」を分けます。
このレッスンの役割
力が運動を変える学習から、力が物体を移動させた量を表す仕事へ進む入口です。
前から受け取る力:物体に働く力と移動を別々に読む力
今回完成させる力:力と、その力の向きへの移動があるかで仕事を判定する力
次へ渡す力:力と距離を測定する力
知る:仕事には力と移動が必要
仕事=力×力の向きに動いた距離です。単位はジュール(J)で、1 Nの力でその向きへ1 m動かす仕事が1 Jです。
理解する:移動方向も確認する
荷物を水平に運ぶとき、腕が荷物へ加える力は上向き、移動は水平です。理想化した中学の問題では、上向きの力の方向へ移動していないので、その力がする仕事は0です。
例で使い、よくある誤答を直そう
10 Nで右へ押し、右へ3 m動かした仕事は30 Jです。同じ10 Nで壁を押しても動かなければ0 Jです。
「疲れたから仕事が大きい」は日常感覚であり、物体への仕事の判定には移動が必要です。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1:仕事が成立する二条件は?
物体に力を加え、その力の向きに物体が移動することです。確認2:壁を押して動かなければ仕事は?
移動距離0なので0 Jです。確認3:仕事の単位は?
ジュール(J)です。仕事は努力の大きさではなく、力とその向きへの移動で決まります。次は両方を実験で測ります。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。