よぉ、桜木建二だ。ここでは仕事の原理について解説しよう。そもそも仕事がわからない者もいるんじゃないか。力学でいう仕事は、物体を動かすのに必要なエネルギーのようなものだ。そして、仕事の原理とは、その結果が同じなら、どんなやり方でも仕事量は変わらないことを示している。ここでは、力学を得意とするライター、ユッキーと一緒に解説していこう。
解説／桜木建二
「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。
ライター／ユッキー
大学で建築構造を専攻しており、力学分野の知識を持っているライター。
1 仕事の原理とは
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仕事の原理とは、同じ物体を同じ距離だけ動かす(仕事をする)ならば、どのような方法で動かそうとも、仕事量は変わらないことをいいます。過程が異なっても、結果が同じであるならば仕事量はかわらないのです。
これは、仕事について理解を深めれば納得しやすくなるかと思います。
詳しく説明する前に、まずは仕事について説明しましょう。
桜木建二
仕事の原理は結果が同じなら、過程に関わらず仕事量がかわらないことを表している。
詳しく考える前に、仕事について確認しよう。
2 そもそも仕事とは
ここでいう仕事とは、会社で働く仕事とは意味が異なります。
仕事とは、ある力が物体に加わり、物体を移動させたとき、その力が物体にした力学的な値のことです。噛み砕いて言うならば、どれだけの力でどれだけの距離動かしたかを表す値ですね。ただし、仕事は物体が力と同じ方向に動いた場合のみ計算できます。
桜木建二
仕事は、力Fがするもので、物体を動かすのに必要なエネルギーのようなものだ。
より具体的に式を見てみよう。
2-1 仕事を表す式
image by Study-Z編集部
仕事を表す式はこのようになります。
この式からわかるように、仕事は力と距離の掛け算で求められますね。また、このcosθは、力Fの向きと物体の動く向きとのなす角θから求めます。
なぜcosθが必要かというと、先程言った、仕事は力と物体の動く方向が同じときのみ計算できる、というルールがあるからです。
＼次のページで「2-2 式の解説」を解説！／
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