理科

【中学生必見!】理科の単元「仕事」とは!?

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高力先生

こんにちは。箕蚊屋教室の高力です。

今日は中学3年生が今勉強しているであろう、

仕事について説明したいと思います。

 

高力先生こんにちは!

今日は仕事についてだね!

よろしくお願いします!

 

高力先生

さくらっこくんは、『仕事』と聞かれたら何を連想しますか?

 

パソコンに向かい書類を作るデスクワークや、

重いものを運んだり農作業をする力仕事を思い浮かべるかな。

 

高力先生

そうだね、さくらっこくんが言ってくれたものも、全て仕事のうちです。

仕事の大小の比べ方は人や組織にもよりますが、

どれだけ疲れたか・成果が出たかで計ると思います。

では、中学生理科で習う『仕事』はどうでしょうか。

まず中学理科での『仕事』は、

物をどれだけ動かしたかに集中して考えています。

そして、物体に力を加えて動かした時、物体に対して『仕事をした』といいます。

理科では、仕事を数値化し比較していきます。

仕事の単位はJ(ジュール)といい、こちらには公式があります。

仕事を求める公式

仕事(J)=加える力(N)x力の向きに動いた距離(

高力先生

では、本題に入ります。

200g(2N)の物を3m上に持ち上げた際、

上記公式を使うと2×3=6(J)だけ仕事をしたと考えます。

ここで問題です。

問題

手に持っている200g(2N)の物もって3m横に移動した際の仕事量はどれくらいでしょうか。

答えは0です。

 

え?

横移動しているのになんで0なの!?

 

高力先生

まず、理科の世界での仕事は、

その物体が出来る仕事の量、もともと存在している力に逆らうことです。

高い位置にある物が落ちてきたら、痛いですよね?

それもより高い位置にあれば、より痛いですよね?

ですので、物を持ち上げれば持ち上げるほどその物体は仕事(痛さ)は増えます。

しかし、横に移動したからと言って、仕事(痛さ)は変わりません。

よって、仕事は0となります。

ちなみに同じ横移動でも、

机の上で移動する際は摩擦力に逆らう必要があるので仕事は生じます。

どうでしょうか。私は今まで理科について考える際は、

身近な現象や経験を元に考えれば理解しやすいと述べていましたが、

『仕事』に関しては実体験とは少しズレています。

他にも『仕事の原理』といい、

電動の機械ではなく動滑車やてこを使って物を移動させた場合は、

道具を使わない場合と仕事量は変わらないという原理があります。

理屈としては『仕事=力×距離』なので、力が小さくなった分、

距離も長くなっているので仕事量は変わらないというものです。

これに関しても

「荷物を運ぶ際にかかる力は減っているのだから、

距離が増えても仕事は減っているのでは無いだろうか、

実際てこを使ったら楽に持ち上がるし」

と考えてもおかしくないですが、理科の正解ではそうとは考えません。

ここで重要なのは、理科での『仕事』は私達が普段の生活で触れる仕事とは違い、

『疲れ』などでは計れず

『(なにかの力に逆らった)力×(力の向きに動いた)距離』

で計っているのだとしっかりと理解することです。

ここは多くの人が苦手とする単元なので、

演習問題を解いて、身につけていきましょう!

 

普段日常で使っている『仕事』と、

理科で扱う『仕事』のイメージの区別がついたよ!

数値化するために、仕事(J)の公式があるんだね。

テストにも出ると思うし、しっかりと覚えて使えるようにならなきゃ!

高力先生、ありがとうございました!

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