このブログでは、最新科学ニュースをくわしく調べ、やさしく解説！みるみる科学がわかります。
日常生活における仕事の定義
「仕事」とは日常生活では職業のこと。辞書で職業とは、生きるために日常的に従事する労働。ほとんどの場合は金銭、つまり、被雇用者の場合は給与、自営業の場合は利益を得るためになされる。
単に仕事といっても自分の興味・関心のあるものでなければ、とても続かない。しかも、単に興味・関心があってもダメで、努力して自分を表現できるものがないと続かない。これでいいやと思ったら終わりで、次にこうしてみたいと考え続けることが重要である。
物理学における仕事の定義
しかし、物理学で定義される「仕事」はまったく違う。物理学(力学, 熱力学 ) においては、物体に加えた力と、それによる物体の移動距離の積で表す物理量である。
物体にはたらく力を F、物体の移動した距離を x とするとそのときの仕事 W は次のように表せる。
W ＝ Fx また、仕事率をPとすると P ＝ W／t
仕事の単位は、N·m（ニュートン・メートル）や J（ジュール） である。他に W・s（ワット・秒）で表す。
1 N・m ＝ 1 J ＝ 1 W・s
仕事の単位と電力の単位
仕事の記号 W （Workの頭文字）は単位のW（ワット）と違うので注意が必要である。 W（ワット）は仕事率 P の単位であり、1W（ワット）は、1秒あたりに消費されている1J（ジュール）の仕事量という意味である。
さらにW（ワット）は電力の単位でもある。すなわち1V（ボルト）×1A（アンペア）＝ 1W（ワット）と定めた。仕事率の1W ＝電力の1W と定められているが、仕事のエネルギーと電気のエネルギーの関係が、イメージとして結びつきにくく理解しにくい。
仕事とエネルギーの関係
仕事に関連したものにエネルギーがある。エネルギーとは何だろうか？
物理学でいうエネルギーとは、仕事をする能力のことである。つまり、エネルギーが大きければ、それだけ物体に力がはたらき、数ｍ移動することができる。
エネルギーには、どんなものがあるだろうか？
力学的エネルギー（運動エネルギーと位置エネルギー）、熱エネルギー、光エネルギー、電気エネルギー、音エネルギー、化学エネルギー、原子核エネルギーなど多様である。
さまざまなエネルギーの単位
エネルギーの単位とは何だろうか？
エネルギーとは仕事をする能力のことなので、エネルギーの単位には、仕事の単位が使われる。すなわちエネルギーの単位もジュール (J) である。
しかし、エネルギーの種類はさまざまであるので、分野によっては他の単位が用いられる。例えば、栄養学や食品の世界ではカロリー (cal) が用いられる。他には、エルグ (erg)、キロワット時 (kWh)などが用いられる。それぞれ次のような関係にある。
1J ＝ 1 N·m ＝ 1 W·s ＝ 約2.78 × 10-7 kW·h ＝ 約0.238 9 cal ＝ 107 erg
1cal＝ 4.2 J 1W ＝ 1J/s = 1 N・m/s ＝ 1Pa・m3/s
 |
力学とエネルギー (高校物理のききどころ 1) 和田 純夫,大上 雅史 岩波書店 このアイテムの詳細を見る |
 |
図解入門 よくわかる力学の基本と仕組み―運動やエネルギーを扱う物理・工学の基礎 (How‐nual Visual Guide Book) 潮 秀樹 秀和システム このアイテムの詳細を見る |
��潟�＜�潟��