【中３】仕事と仕事率
問題
下の図のように、左側に800gのおもりがついたてこがあります。
青木君が右側から力を加えて、左側のおもりを高さ4㎝まで持ち上げるのに、4秒かかりました。
ただし青木君は、左側のおもりを高さ4㎝まで持ち上げるのに、てこを6㎝押したとします。
以下の問いに答えなさい。
（100gの物体にはたらく重力の大きさは1Nとします。）
問題（1）左側のおもりを高さ4㎝まで持ち上げたとき、てこがおもりにした仕事は何Jですか
問題（2）青木君は、左側のおもりを高さ4㎝まで持ち上げるのに、何Nの力が必要ですか。
問題（3）青木君が、てこにした仕事は何Jですか。
問題（4）青木君がした仕事率は何Wですか。
仕事の計算公式は以下です。
仕事（J）＝物体に加えた力（N）×力の向きに移動させた距離（m）
（100gは1Nとして考えてみましょう。）
仕事（J）＝物体に加えた力（N）×力の向きに移動させた距離（m）
（100gは1Nとして考えてみましょう。）
左側のおもりは300gなので、おもりの重力は3N。
これと、てこがおもりを持ち上げる力がつり合うので、3Nになります。
移動させた距離は高さ4㎝。ただ、単位はメートルなので、メートルに換算して0.04m（1ｍは100ｃｍ）。
公式を埋めると、3（N）×0.04（m）で、問題（1）の答えは、0.12mとなります。
これと、てこがおもりを持ち上げる力がつり合うので、3Nになります。
移動させた距離は高さ4㎝。ただ、単位はメートルなので、メートルに換算して0.04m（1ｍは100ｃｍ）。
公式を埋めると、3（N）×0.04（m）で、問題（1）の答えは、0.12mとなります。
正解です。
それでは次の問題（2）も解いてみましょう。
ヒントは、てこがおもりにした仕事と青木君がてこにした仕事はつり合います。
それでは次の問題（2）も解いてみましょう。
ヒントは、てこがおもりにした仕事と青木君がてこにした仕事はつり合います。
ヒントから、青木君はてこに0.12Jの仕事をしたことになります。
青木君が力の向きに移動させた距離は＝0.06mなので、
0.12（J）＝青木君がてこを押す力（N）×0.06（m）
青木君がてこを押す力＝0.12（J）÷0.06（m）で、問題（2）の答えは、2Nとなります。
青木君が力の向きに移動させた距離は＝0.06mなので、
0.12（J）＝青木君がてこを押す力（N）×0.06（m）
青木君がてこを押す力＝0.12（J）÷0.06（m）で、問題（2）の答えは、2Nとなります。
正解です。
ポイントは、てこの原理「支点からの距離が長い分、物体の重力より小さな力で、てこを押すことができる。」
ただし、このときてこを押す距離は、物体を持ち上げる高さよりも長くなります。
ポイントは、てこの原理「支点からの距離が長い分、物体の重力より小さな力で、てこを押すことができる。」
ただし、このときてこを押す距離は、物体を持ち上げる高さよりも長くなります。
なるほど！
問題（3）は、てこがおもりにした仕事と同じ仕事をしているので、答えは、0.12Jです。
問題（3）は、てこがおもりにした仕事と同じ仕事をしているので、答えは、0.12Jです。
素晴らしい！では最後の問題もこの調子で解いてみよう。
仕事率（W）は、仕事（J）÷仕事に要した時間（s：秒）で求められます。
仕事率（W）は、仕事（J）÷仕事に要した時間（s：秒）で求められます。
仕事は0.12Jで4秒かかっているので、0.12（J）÷4（s）で、答えは、0.03（W）です。
よく出来ました。
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