ページ1:

仕事とエネルギー
A.仕事の定義と仕事の原理
①物理学における「仕事」の定義
仕事の基本・物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、力は物体に対して
仕事をしたという。
(公式)・仕事の大きさ:仕事[J]=力の大きさ [N]×力の向きに動いた距離[m]
→単位はジュール(J)を用いる
IJは、INの力で物体をその向きに/m動かしたときの仕事である
●仕事が「0」になる場合=
(1)力を加えても物体が動かないとき、
(2)物体は動いているが、力の向きと移動の向きが垂直であるとき
F力を加えていないのに物体が移動しているとき(慣性による運動など)
②仕事の原理と道具の利用
・道具の役割でこ、滑車、斜面などの道具を使うと、小さな力で物体を動かすことが
できるが、その分、動かす距離は長くなる。
・仕事の原理・どのような道具を使っても、摩擦や道具自体の重さを無視すれば、必要な仕事の
大きさは変わらない。
定滑車…力の向きを変えるだけで、力の大きさも動かす距離も変わらない
動滑車…引力が2分の1で済むが、引く距離は2倍必要になる
③仕事率(効率の来し方)
・仕事車の定義:1秒間あたりに行う仕事の量を仕事率という。
・仕事率の公式・仕事率[W]=仕事の大きさ[J]ミかかった時間[S]
単位はワット(W)を用いる
IW=1J/sである
☆仕事の原理の記述問題☆
道具を使うメリットを問われた、「必要な力を小さくできること」と答え、
デメリット(仕事量は変わらない理由)として「動かす距離が長くなるから」とセットで覚える
KOKUYO LOOSE LEAF 936AT

ページ2:

B.エネルギーの種類と保存の法則
①エネルギーの性質と種類
・エネルギーの定義・物体が他の物体に対して仕事ができる状態にあるとき、その物体は
エネルギーを持っているという。
エネルギーの単位も仕事と同じジュール(J)で表される
・位置エネルギー:高いところにある物体が持っているエネルギー。
物体の質量が大きいほど、また位置が高いほど、位置エネルギーは大きくなる
・運動エネルギー:運動している物体が持っているエネルギー。
物体の質量が大きいほど、また速さが速いほど、運動エネルギーは大きくなる
9特に速さについては、エネルギーの大きさは速さの2乗に比例することに注意が必要
である
②力学的エネルギーの保存
・力学的エネルギー位置エネルギーと運動エネルギーの合計を力学的エネルギーという。
・力学的エネルギーの保存の法則・摩擦や空気の抵抗がない場合、位置エネルギーと
運動エネルギーは互いに移り変わり、その合計
(力学的エネルギー)は常に一定に保たれる。
例/振り子の運動では、最高点では位置エネルギーが最大(運動エネルギーは30)になり、
最下点では運動エネルギーが最大(位置エネルギーが最小)になる
③実生活におけるエネルギーの変換
・摩擦がある場合・現実の運動では、摩擦や空気抵抗によって力学的エネルギーの一部が
熱エネルギーや音エネルギーに変わるため、力学的エネルギーそのものは
減少していく。
・エネルギーの移り変わり、エネルギーは姿を変えても、その総量は常に一定である。
☆力学的エネルギーのグラフ☆
位置エネルギーが減った分だけ、必ず運動エネルギーが増えているという関係性を理解
しておくことが大切