仕事を解く・整理する5ステップ

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ステップ 1：ステップ1: 力と距離の単位をそろえる

まず力をN（ニュートン）、距離をm（メートル）にそろえます。質量1kgの物体にはたらく重力の大きさは約10N（厳密には約9.8N）。質量[kg]×10で重さ[N]に直してから使います。持ち上げる仕事は「重さ×高さ」で求めます。

例題：質量5kgを2m持ち上げる → 重さ=5×10=50N、仕事=50×2=100J。厳密に9.8を使うと5×9.8=49N、仕事=98J。

ステップ 2：ステップ2: 力の向きと運動の向きが同じか確かめる

公式仕事[J]=力[N]×距離[m]は、力の向きと動いた向きが同じのときだけ使えます。動かないとき、力をかけていないとき、力と運動が垂直のときは、いずれも仕事は0Jになります。

例題：壁を100Nで押し続けても動かない → 仕事=0J。重いカバンを水平に運ぶ → 重力（下）と運動（横）が直角で0J。

ステップ 3：ステップ3: 道具を使うときは「仕事の原理」で考える

てこ・動滑車・斜面を使うと加える力は小さくなりますが、その分距離は長くなり、摩擦を無視すれば仕事の量は変わりません。定滑車は力の向きだけを変える道具で、力も距離も同じです。

例題：10Nを2m持ち上げる仕事=20J。動滑車なら5N×4m=20J、斜面（長さ4m・高さ2m、摩擦無視）なら5N×4m=20Jで同じ。

ステップ 4：ステップ4: 仕事率は「仕事÷時間」で求める

仕事率[W]=仕事[J]÷時間[s]です。1W=1秒に1Jの仕事をする速さ。同じ仕事でも、短い時間で終えるほど仕事率は大きくなります。JとWを混同しないことがポイントです。

例題：100Jを10秒で行う → 100÷10=10W。同じ100Jを5秒なら20Wでパワーは2倍。

ステップ 5：ステップ5: 練習で「動いたか」「向きが同じか」を毎回確認

問題文を読んだら、まず物体が動いたか、力の向きと運動の向きが同じかを確認します。動いていなければ仕事は0J。動いていれば力×距離で計算し、最後に単位（J か W か）を見直します。

例題：100Nで押したが動かなかった → 0J。20Nの物体を3m持ち上げるのに4秒かかった → 仕事=20×3=60J、仕事率=60÷4=15W。

これだけは覚える

仕事[J]=力[N]×距離[m]。動かない・力と運動が垂直なら0J。道具を使っても仕事の量は同じ（仕事の原理）。仕事率[W]=仕事[J]÷時間[s]。仕事とエネルギーは同じ単位J。

力の向きと動いた向きが同じかを確認せず公式を使う。動滑車や斜面で「楽になった分だけ仕事が減る」と誤解する（実際は距離が長くなり仕事は同じ）。JとWの単位を取り違える。