仕事

定義

仕事とは、物体に力がはたらいて、その力の向きに物体が移動したときに、力が物体に与えたエネルギーの量を表す物理量である。

イメージ

重い荷物を持ち上げるとき、力を加えて物体を動かしているので「仕事」をしているといえる。
一方で、力を加えていても動かなければ、仕事はしていない。

つまり、「力をかけること」ではなく、「力によって動かすこと」が重要である。

数式

\[W = Fd\cos\theta\]

ここで、\(W\) は仕事（J）、\(F\) は力の大きさ（N）、\(d\) は移動距離（m）、\(\theta\) は力と移動方向のなす角である。

特に、力と移動方向が同じとき（\(\theta = 0^\circ\)）は、

\[W = Fd\]

となる。

ポイント

• 物体が動かない場合（\(d = 0\)）は仕事は 0 になる
• 力の向きと移動方向が垂直（\(\theta = 90^\circ\)）のとき、仕事は 0 になる
• 仕事はエネルギーの移動量を表し、単位はジュール（J）である