故障した車を10メートル押せば、それは仕事をしたことになる。しかし、重い箱をその場に保持するだけでは、腕がどれほど痛くても、何もしていないことになる。物理学において、仕事には厳密な意味がある。力が物体を動かし、その過程でエネルギーが伝達される。努力だけでは仕事とはみなされないのだ。
仕事の公式は、力×距離(単位はジュール)です。5キログラムの袋を1メートル持ち上げると、約49ジュールの仕事が行われます。それを摩擦に逆らってテーブルの上で滑らせると、仕事は熱に変換されます。方向も重要です。歩きながらトレイを運ぶときのように、運動方向に対して垂直な力は、トレイに対して全く仕事をしません。
仕事は力、エネルギー、運動を結びつける概念です。エネルギーが物体間を移動する仕組みでもあります。エンジンは車を加速させるために仕事をし、重力は落下する岩に仕事をします。摩擦は負の仕事をし、運動エネルギーを奪い、表面を温めます。あらゆる機械は仕事をするための装置であり、あらゆる非効率性は、不要な熱として失われる仕事です。
要点
- 仕事は力×距離に等しい
- ジュール単位で測定
- 物体を動かすには力が必要である
- 力の方向が重要
- 仕事エネルギー定理と関連している
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