仕事とエネルギー

仕事と言いますと労働のイメージが真っ先に来ますね。
尤も私が理想とするライフスタイルは「鼻糞ほじりながらボーっとしてたら誰かが欲しいものを持ってきてくれる生活」です。我ながらダメ人間ですね。知る人ぞ知る面倒くさい事を極力避けることが言動に現れてしまう職場では自他ともに認めるダメ人間ですが、今回は物理学でいう仕事について述べてみましょう。

力に後押しされる、力に抗う形で物体が移動することを仕事がされるといいます。定義は力と移動する位置ベクトルのスカラー積であらわされます。単位は【J】ジュールです。地面から高いところに重力に逆らって行われた仕事はmghです。ということは質量ｍ高さｈにある物体はmghの仕事を受けた後すなわちmghの位置エネルギーを持っています。

これが自由落下して地面に落ちるときに速度がナンボになるかってことを考えれば運動エネルギーが求まります。

摩擦などほかのエネルギーへの変換が行われない限り運動エネルギーと位置エネルギーの総和は一定に保たれることを「力学的エネルギー保存の法則」といいます。熱・電気・化学などなどのエネルギーへの変換が行われるときもエネルギー自体の総和は保たれます。

さてさて、ニュートン・ジュールが出てきましたら次回はパワーの話をしましょう。これで電気系おなじみの単位【W】に力学からのアプローチでたどり着けるわけです。