【定期テスト対策問題】仕事・仕事率の計算問題です。仕事・仕事率の計算の練習問題です。計算するときには単位に注意しましょう。
【問題】仕事・仕事率の計算問題
仕事について調べるために、次の【実験１】と【実験２】を行った。これについて、次の各問いに答えなさい。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。
（1）実験１で、物体をゆっくりと真上に引き上げている間、ばねはかりは何Nを示していたか。
（2）実験１で、物体を床から60cmの高さまで持ち上げるのに必要な仕事の大きさは何Jか。
（3）実験１で、物体を床から60cmの高さまで持ち上げるたときの仕事率は何Wか。
（4）実験２で、床の上にある物体を水平に50cm引くとき、何という力に逆らって引いたか。また、その力の大きさは何Nか。
（5）実験２で、2.0㎏の物体を50cm引っ張ったときの仕事は何Jか。また、物体を50cm引くのに何秒かかったか。
【解答・解説】仕事・仕事率の計算問題解答
（1）20N
物体を重力に逆らって持ち上げるのに必要な力は、重力と同じ大きさになります。物体の質量は2.0㎏なので、物体にはたらく重力の大きさは、
2.0㎏＝2000g＝20N
になります。
（2）12J
仕事は、力の大きさ［N］と力の向きに動かした距離［ｍ］との積で求めることができます。
仕事［Ｊ］＝力の大きさ［Ｎ］×動かした距離［ｍ］
20Ｎの力の大きさで、その力の向きに0.6ｍ動かしたので、
20Ｎ×0.6ｍ＝12Ｊ
となります。
（3）4.0W
仕事率は、仕事の大きさ［Ｊ］をかかった時間［秒］で割ることで求まります。
仕事率［Ｗ］＝仕事［Ｊ］÷時間［秒］
12Ｊの仕事を3.0秒で行ったので、
12Ｊ÷3.0秒＝4.0Ｗ
となります。
（4）力：摩擦力 大きさ：8.0N
摩擦がある床の上で仕事を行う場合、摩擦力に逆らって仕事をすることになります。このとき、物体を引く力と摩擦力はつり合いの関係にあります。ばねはかりが8.0Ｎを指しているので、摩擦力の大きさも8.0Ｎになります。
（5）仕事：4.0J 時間：5.0秒
8.0Ｎの力の大きさで、その力の向きに0.5ｍ引いているので、仕事の大きさは、
8.0Ｎ×0.5ｍ＝4.0Ｊ
になります。
また、仕事率が0.8Ｗなので、かかった時間は、
仕事率0.8Ｗ＝仕事4.0Ｊ÷ｘ秒
これを解くと、5.0秒となります。
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