この計算機でできること
仕事と仕事率の計算機は、物理学の基本となる2つの量、すなわち力学的な「仕事」と「仕事率」を求めるツールです。力をニュートン(N)、その力がはたらく距離をメートル(m)、かかった時間を秒(s)で入力すると、なされた仕事をジュール(J)、平均の仕事率をワット(W)で表示します。これらはSI単位系による普遍的な関係式なので、世界中どこでもそのまま使えます。
使い方
3つの値を入力します。加える一定の力(F)、その力の向きに動いた距離(d)、そして経過した時間(t)です。計算機は力と距離を掛け合わせて仕事を求め、その仕事を時間で割って仕事率を算出します。シンプルな \( W = F \cdot d \) の式を使う場合は、力と変位の向きが同じであることを確認してください。
公式の解説
仕事は次のように定義されます。
$$W = F \times d$$ここで \(F\) はニュートン単位の力、\(d\) はメートル単位の変位で、結果はジュールで表されます。1ジュールとは、1ニュートンの力が1メートルにわたってはたらいたときになされる仕事です。仕事率はその仕事がどれだけ速くなされるかを表す量で、次の式で求めます(\(t\) は秒単位の時間)。
$$P = \frac{W}{t}$$1ワットは1秒あたり1ジュールに相当します。
計算例
たとえば、50 N の力で箱を10 m 動かすのに5秒かかったとします。
$$W = 50 \times 10 = 500 \text{ J}$$$$P = 500 \div 5 = 100 \text{ W}$$つまり、100ワットの割合で500ジュールの仕事をしたことになります。
よくある質問
力の角度は考慮されますか? いいえ。この計算機は力が運動の向きと平行であることを前提としています。力が斜めにはたらく場合は、まず \(F\) に \(\cos(\theta)\) を掛けてください。
時間がゼロのときはどうなりますか? 時間がゼロのとき仕事率は定義できません。ゼロ除算を避けるため、計算機は0を返します。
馬力(HP)で表せますか? 結果はワットで表示されます。換算するには、ワットを745.7で割ると機械馬力が得られます。