中3理科・計算公式「仕事の求め方」練習問題

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中3理科・計算公式「仕事の求め方」についてまとめています。入試や実力テストでもよく出る計算公式の1つです。単位にも気をつけながら、計算していきましょう。それでは、中3理科・計算公式「仕事の求め方」です。

仕事の求め方

物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、物体に仕事をしたといいます。仕事の大きさは、力の大きさと、力の向きに動いた距離の積で表します。

  • 仕事[J]=力の大きさ[N]× 移動距離[m]
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例題1

物体を50Nの力で上に2m持ち上げたとき、手が物体にした仕事の大きさは、100Jです。

  • 計算 50×2=100 答え 100J

摩擦のある仕事

5kgの物体を水平に2m引いたとき、ばねばかりの目盛りは、たえず30Nを示していました。このときの仕事の大きさは、60Jとなります。つまり、摩擦にさからってする仕事は、次の公式になります。

  • 仕事[J]=摩擦力[N]× 力の向きに動いた距離[m]

仕事=0のとき

物体を手で持ち上げたままじっとしているような場合、物体が力の向きに移動していないので、仕事をしたことになりません。よって、仕事は0となります。

練習問題

100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとして、次の問いに答えなさい。

  1. 200gの物体を3m持ち上げられるのに、必要な仕事は何Jか。
  2. 3kgの物体を80cm持ち上げるのに必要な仕事は何Jか。

解答

  1. 6J
  2. 24J

まとめ

仕事の単位

ジュール(記号J)を用います。物体に1Nの力を加え、力の向きに1m動かしたときの仕事が1J。

物体を持ち上げる仕事

一定の速さで持ち上げるとき、物体にはたらく重力とつり合う力を加え続ける必要があります。

物体を床の上で動かす仕事

一定の速さで動かすとき、物体にはたらく摩擦力とつり合う力を加え続ける必要があります。例えば、荷物をもって水平に2m移動したとき、荷物を力の向き(持ち上げる力の向き)に動かした距離は0なので、仕事をしたことにはなりません。

あわせて確認

以上が、中3理科・計算公式「仕事の求め方」練習問題となります。

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