例題 15 仕事 図のように、粗い水平面上に置かれた物体にひもをとりつけ, 水平方 20N 向から60°上向きに, 20Nの力を加え続けたところ, 物体は面に沿っ てゆっくりと 5.0m移動した。 このとき, 次のそれぞれの力がした仕 事は何Jか。 60° (1) 加えた (2) 重力 (3) 垂直抗力 (4) 動摩擦力 指針 物体が移動する向きと力の向きとの関係に注意して、 仕事の式 「W=Fxcosd」 ( p89式 (60)) を利用する。 解 (1) 加えた力がした仕事を W 〔J] とすると, 移動の向き 20N 「W=Fxcose」から, W=20×5.0xcos60°=20×5.0x =50J 2 60° 動摩擦力 180° 20 cos 60° M (2) 重力は、物体の移動方向と常に垂直にはたらくので,仕事を しない。 OJ (3) 垂直抗力は,物体の移動方向と常に垂直にはたらくので、仕 事をしない。 OJ (4) 物体が受ける水平方向の力はつりあっており、動摩擦力の大 きさを F[N] とすると, F=20cos 60°=20x- =10N 2 動摩擦力がした仕事を W2 〔J) とすると,「W=Fxcose」から、 W=10×5.0xcos180°=10×5.0×(-1)=-50J ジョリ合ってる m 問題文の「ゆっくりと 5.0m移動 した」 とは,力がつりあったまま の状態で, 物体が移動したことを 意味する。 かれた質量10kgの物体に、水平方向に20N 10kg