中学理科「仕事」物体を真上に引き上げる場合

中学理科「仕事」物体を真上に引き上げる場合

◆問題

水平な床の上にある６００ｇの物体に軽い糸を取りつけ、糸を真上に引いて、物体を３０ｃｍ持ち上げた。
１００ｇの物体にはたらく重力を１Ｎとして、次の問いに答えよ。

(1) 手が糸を引く力は何Ｎか？

(2) 手が糸を引いた距離は何ｍか？

(3) 手が物体にした仕事は何Ｊか？

(4) 物体を３０ｃｍ持ち上げたあと、その位置で物体を静止させた。このとき、手が物体に仕事をしているといえるか？


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◆解答解説

(1) 手が糸を引く力は何Ｎか？

１００ｇの物体にはたらく重力が１Ｎだから、６００ｇの物体には６Ｎの重力がはたらきます。
その重力と同じ力で持ち上げるので、手が糸を引く力も６Ｎです。


(2) 手が糸を引いた距離は何ｍか？

３０ｃｍ＝０．３ｍですね。


(3) 手が物体にした仕事は何Ｊか？

「仕事＝力×距離」だから、６×０．３＝１．８Ｊ


(4) 物体を３０ｃｍ持ち上げたあと、その位置で物体を静止させた。このとき、手が物体に仕事をしているといえるか？

静止しているときは、物体は動いてないので、「距離＝０」です。
「仕事＝力×距離」だから、ゼロをかけたら力がどんなに大きくても(小さくても)仕事はゼロですね。

つまり「このとき、手は物体に仕事をしているといえない」


◆関連問題
動滑車を使って物体を持ち上げる場合の仕事・仕事率


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