仕事

質問

仕事の問題で
なめらかな斜面，角度はθに物体Sを斜面に沿って人が2メートル動かす。このとき人がした仕事を求める問題です。

これでSの物体の質量をＳとして重力加速度をｇとします。
っで疑問に思うのはここ。
授業で先生が
ゆっくり動かすから
ｍｇsinθと加えた力はつりあいにあるよね？
と言ったんです。どういう意味かよく分かりません。
このあと聞きに行こうとも思ったのですが、先生が怖いのであまり近づけません。なにを言わんとするか分かるかたいたら教えてほしいです。
はやく動かしたらちがうの？とか
なんでつりあっているのに2メートルうごくの？とかよくわかんないことがいっぱいです。

回答No.3

noname#69788

ゆっくり動かすと摩擦力＋重力とつりあっているから。大学では、先生が怖くて質問できないことがありますが、高校では、あまりありません。熱心な生徒と思ってもらえるのではないでしょうか。

回答No.2

BookerL

＞ゆっくり動かすから
＞ｍｇsinθと加えた力はつりあいにあるよね？
＞と言ったんです。どういう意味かよく分かりません。

　運動の法則 ｍａ＝Ｆ は学習なさったでしょうか。力がつりあっていなければ加速度を生じ、どんどん速くなったりします。
　「ゆっくり動かす」というのは、そういう加速度を生じない状態で力を加えている、ということを意味します。

＞はやく動かしたらちがうの？

　単に速いだけで、その速さが変わらなければ力はつりあったままです。しかし、物を持ち上げるときというのは、最初は静止しているのが普通だから、速くなるまでに加速度が必要で、その間力がつりあわないことになります。

＞なんでつりあっているのに2メートルうごくの？

　これは最初は誰でも抱く疑問です。なんとなく

　力がつりあっている←→動かない

と思っていませんか。そうではありません。力と加速度の関係は

　力がつりあっている←→加速度を生じない

です。従って、ある速さで動いているとき、力がつりあっていると加速度を生じないのでそのままの速さで動き続けます。力がつりあったまま２メートルでも３メートルでも動けます。
　では、なぜ最初にある速さで動いているのだ、その速さにするまでの力はどうなっているのだ、という疑問が出ます。ここで「ゆっくり動かす」ということの意味が効いてきます。ゆっくりだから、速さは小さいので、その速さになるまでの加速度も小さい、十分ゆっくり動かすのであれば、加速度は十分小さく、無視できるとみなすのです。

回答No.1

ridley

質量はｍとおいてますね？そして，おそらく高校生だと推測して答えます。

で，本題ですが，仕事の定義は「（物体に加えた力）×（移動した距離）」です。
物体に加える力が時間によって変わってしまうと，高校の範囲を超えます。「早く動かす」というのは，加速を伴うので，加える力が一定になりません。
で，ゆっくり動かすと，加えた力がmgsinθと同じ（厳密にいうと違うけども）と考えて問題ない（ほとんど誤差はない）。といえます。

だから，つり合っている力よりもほんの少しだけ（無視できるくらい）大きな力を加えていると考えれば，動く理由がわかると思います。