問1
動滑車やてこなどの道具を使っても、同じ状態にするまでの仕事の大きさは変わらない。このことを何というか。
○ 仕事率 ○ 仕事の原理 ○ てこの規則性 ○ 作用・反作用の法則
問2
動滑車を使うと、手で引く力は半分(½)になる。そのかわり、ひもを引く距離はどうなるか。
○ 半分になる ○ 変わらない ○ 2倍になる ○ 4倍になる
問3
仕事率を求める式として、正しいものはどれか。
○ 仕事〔J〕×時間〔s〕 ○ 仕事〔J〕÷時間〔s〕 ○ 時間〔s〕÷仕事〔J〕 ○ 力〔N〕÷時間〔s〕
問4
仕事率の単位「W」を、カタカナで何と読むか。
○ ニュートン ○ ジュール ○ ワット ○ ヘルツ
問5
質量10kgの物体を1m持ち上げた。加えた力がした仕事は何Jか。(100gの物体にはたらく重力=1N)
○ 10J ○ 100J ○ 1000J ○ 10000J
問6
「仕事の原理」について、正しいものをすべて選べ。
□ 道具を使うと必要な力を小さくできる □ 道具を使うと動かす距離は長くなる □ 道具を使うと仕事の大きさそのものを減らせる □ どんな道具を使っても仕事の大きさは変わらない
問7
同じ荷物を同じ高さまで持ち上げたAさん(3秒)とBさん(5秒)。仕事率が大きく「能率がよい」のはどちらか。理由もふくめて説明しよう。
答え:( )
📖 解答と解説
問1
答え:仕事の原理
道具を使うと必要な力は小さくできるが、そのぶん力の向きに動かす距離が長くなる。だから仕事の大きさは変わらない。これを「仕事の原理」という。
問2
答え:2倍になる
力が½になるかわりに、引く距離は2倍になる。仕事=(力÷2)×(距離×2)=もとと同じ。だから動滑車でも仕事の大きさは変わらない。
問3
答え:仕事〔J〕÷時間〔s〕
仕事率〔W〕=仕事〔J〕÷時間〔s〕。1秒間あたりにする仕事の量を表し、仕事の「能率」を示す。
問4
答え:ワット
仕事率の単位「W」は「ワット」と読む。これは中2で学んだ「電力」と同じ単位である。
問5
答え:100J
10kg=10000g なので、力は100N。仕事=100N×1m=100J。
問6
答え:道具を使うと必要な力を小さくできる / 道具を使うと動かす距離は長くなる / どんな道具を使っても仕事の大きさは変わらない
道具は「力を小さくする」かわりに「動かす距離が長くなる」ので、仕事の大きさは変わらない。仕事そのものを減らす魔法ではない。
問7
答え:(キーワード:Aさん・1秒あたり・短い)
仕事はどちらも300Jで同じだが、Aさんのほうが短い時間で終えている。仕事率は「1秒あたりにする仕事」なので、時間が短いAさんのほうが仕事率が大きく能率がよい。(A:300J÷3秒=100W、B:300J÷5秒=60W)