第一学習社新物理基礎の問題なのですが、この問一の解き方を教えていただきたいです。

第一学習社新物理基礎の問題なのですが、この問一の解き方を教えていただきたいです。

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2018/11/09 07:49

仕事＝力ｘ移動距離

この場合力＝ｍｇ（ｇは重力加速度、ｍは質量単位ｋｇ）＝１．０ｘｇ
移動距離
１．０ｍ
よって仕事は１．０ｘｇ（Ｊ）
エネルギー保存則から
人がするエネルギー＋重力がするエネルギー＝０より
重力の仕事はー１．０ｘｇ（Ｊ）

No.2 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/11/09 11:14

初歩的問題ではありますが、重要なエッセンスがありますのでしっかり押さえてください。

まず、図を書くことは基本です。（慣れてくれば、頭の中にイメージするだけで済むことも増えてきます）

まず１ｋｇの物体（下図における□）に働く力をすべて書き込みます
なにをおいても、１に物体に働く重力mgを
（m:質量、ｇ:重力加速度,g≒9.8m/s²）・・・青矢印
次に物体の周りを１周見て回って物体に接している物を全て確認。⇒接している物から受ける力を全て書き込みます。（今回は人が持ち上げる　という事なので人と物体「は接していますから、この人から受ける力を書きこみます。持ち上げるので向きは上向き、一定の速さで」　という事なので大きさは重力と同じ・・・赤矢印　←←←重力と持ち上げる力が釣り合っていないと※一定の速さで物体を動かすことはできない（慣性の法則）
最後に、離れていても物体に働く力（磁力や静電気力など）があればそれも書き込む
⇒今回は該当する力は無し）

あと、正方向が与えられていない場合は、必要ならば自分で設定します。
今回は仕事を考えるので、物体の移動方向、つまり鉛直上向きを＋とします。

これで準備は完了です
ここで、「仕事」についての確認
物体がF[N]の力を受けて、※力と同じ向きに距離ｓ[m]移動した場合、この力が物体にした仕事W[J]は
W=Fs 　ということですよね。
※力と同じ向きに距離ｓ[m]移動した場合　というところが重要なポイントです。

このことを押さえたうえで考えると
「物体を持ち上げる力（画像の赤）がする仕事」＝mg・s=1.0x9.8x1.0=9.8[J]
⇒力の大きさは重力と同じで、向きは正方向だからFに+mg=+1.0x9.8を代入
移動方向も正方向だからsに+1.0mを代入します。

「重力がする仕事」=-mg・ｓ=-1.0x9.8x1.0=-9.8[J]
⇒力の大きさは重力と同じで、向きは負の方向だからFに-mg=-1.0x9.8を代入
移動方向は正方向だからsに+1.0mを代入します。

このようになります＾－＾

No.3 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/11/09 11:28

「」の位置がずれて分かり辛くなってしまったので＃２修正しました

初歩的問題ではありますが、重要なエッセンスがありますのでしっかり押さえてください。
まず、図を書くことは基本です。（慣れてくれば、頭の中にイメージするだけで済むことも増えてきます）

初めに１ｋｇの物体（下図における□）に働く力をすべて書き込みます
なにをおいても、１に物体に働く重力mgを
（m:質量、ｇ:重力加速度,g≒9.8m/s²）・・・青矢印
次に物体の周りを１周見て回って物体に接している物を全て確認。⇒接している物から受ける力を全て書き込みます。
（今回は人が持ち上げる　という事なので人と物体は接していますから、この人から受ける力を書きこみます。
持ち上げるので向きは上向き、「一定の速さで」　という事なので大きさは重力と同じ・・・赤矢印　
←←←ちなみに重力と持ち上げる力が釣り合っていないと※一定の速さで物体を動かすことはできなません。（慣性の法則）　
最後に、離れていても物体に働く力（磁力や静電気力など）があればそれも書き込む
⇒今回は該当する力は無し

あと正方向を確認します。正方向が与えられていない場合は、必要ならば自分で設定します。
今回は仕事を考えるので、物体の移動方向、つまり鉛直上向きを＋とします。

これで準備は完了です
ここで、「仕事」についての確認
物体がF[N]の力を受けて、※力と同じ向きに距離ｓ[m]移動した場合、この力が物体にした仕事W[J]は
W=Fs 　ということですよね。
※力と同じ向きに距離ｓ[m]移動した場合　というところが重要なポイントです。

このことを押さえたうえで考えると
「物体を持ち上げる力（画像の赤）がする仕事」＝mg・s=1.0x9.8x1.0=9.8[J]
⇒力の大きさは重力と同じで、向きは正方向だからFに+mg=+1.0x9.8を代入
(移動方向が正方向だから)sに+1.0mを代入します。

「重力（画像青）がする仕事」=-mg・ｓ=-1.0x9.8x1.0=-9.8[J]
⇒力の大きさは重力と同じで、向きは負の方向だからFに-mg=-1.0x9.8を代入
移動方向が正方向だからsに+1.0mを代入します。

このようになります＾－＾