高校物理 要点・解法ノート
差がつく

仕事率

着眼点仕事率は「1秒あたりの仕事」。一定の速さで動かすときは P=Fv が速い。

P=\frac Wt=Fv

単位 \mathrm{W}(=\mathrm{J/s})。導出の一言: W=Fx を t で割ると x/t=v。

例題
1
質量 50\ \mathrm{kg} の荷物を、一定の速さで 10\ \mathrm{s} かけて 4.0\ \mathrm{m} 持ち上げた。仕事率を求めよ。g=9.8\ \mathrm{m/s^2} とする。
解答
W=50\times9.8\times4.0=1960\ \mathrm{J}、P=1960/10=196
2.0\times10^2\ \mathrm{W}
2
抵抗力 300\ \mathrm{N} を受けながら、一定の速さ 2.0\ \mathrm{m/s} で進む台車を引く力の仕事率を求めよ。
解答
等速なので引く力=抵抗力=300\ \mathrm{N}。P=300\times2.0=600
6.0\times10^2\ \mathrm{W}

「仕事と力学的エネルギー」の項目

  1. 仕事の定義必須
  2. 運動エネルギーと仕事の関係必須
  3. 仕事率差がつく
  4. 重力と弾性力の位置エネルギー必須
  5. 力学的エネルギー保存必須
  6. 保存が使える条件(仕事をしない力を見抜く)必須
  7. 非保存力がはたらくとき(摩擦があるとき)必須
  8. 鉛直につるしたばね(自然長で放す)差がつく
  9. F-xグラフの面積=仕事差がつく
  10. 糸でつながれた物体系のエネルギー保存差がつく
  11. 変化する力の仕事を積分で求める不要

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