今回のテーマは 仕事 です。 物理でいう「仕事」とは何か、具体例を用いて説明していきましょう。まず次の図を見てください。

クマちゃんがF[N]の力で丸いボールを押したところ、ボールはs[m]移動しました。このとき、物理では「クマちゃんの力F[N]がボールに 仕事 をした」といいます。重要なのは 「力」 と 「移動距離」 です。 力によって移動した距離がある とき、 仕事 について考えることができます。

仕事では、 誰が何に仕事をしたのかという主語と目的語の関係 に注目しましょう。今回の場合は「クマちゃん」または「クマちゃんの力F」が主語となり、「ボール(物体)」が目的語となります。 誰が何に仕事をしたかという関係 は、仕事の問題を解くうえで非常に重要なカギになってきます。

では、仕事を具体的に数値で表すにはどのように考えたらよいでしょうか。力Fが物体にした仕事は記号 W で表します。仕事Wは 力と移動方向が一致する場合 、 力F と 移動距離s を用いて以下のように表すことができます。

物体に一定の力Fを加えてs[m]移動させたとき、 力Fと移動距離sの積 が 仕事W となるんですね。 W=Fs と表します。仕事の単位は [J] という記号で表され、 ジュール と読みます。

今回は、力と移動方向が一致するケースを見ました。しかし、力と移動方向がバラバラで一致しない場合もあります。そんなときに仕事をどう求めたらいいか、次のポイントで考えましょう。