仕事の求め方 力と距離から計算する方法

物体に力を加えて動かしたとき、その力がした仕事を求めます。力が大きいほど、また動いた距離が長いほど、仕事は大きくなります。

• $W$ は仕事で、単位は J（ジュール）です
• $F$ は力で、単位は N（ニュートン）です
• $x$ は力の向きに動いた距離で、単位は m です

1 J は、1 N の力で 1 m 動かしたときの仕事です。単位で書けば 1 J = 1 N·m になります。

例

既定の入力は 力 10 N、距離 3 m です。

仕事は 30 J です。物体にした仕事は、そのままエネルギーになります。摩擦のない床に止めて置いた物体を 10 N で 3 m おせば、その物体の運動エネルギーは 30 J になります。

注意

この式は、力の向きと動く向きが同じで、動いているあいだ力の大きさが変わらない場合のものです。力が斜めにはたらくときは、動く向きの成分だけが仕事をするので、力と動く向きのなす角を $\theta$ として $W = F x \cos\theta$ になります。

力の向きと動く向きが直角なら、仕事は 0 です。重い荷物を持ったまま水平に歩いても、持ち上げている力は仕事をしていません。疲れることと、物理でいう仕事とは別ものです。

摩擦力のように動きに逆らう向きの力は、負の仕事をします。

単位は N と m にそろえます。距離を cm のまま入れると、答えは J になりません。