１．「てこ」とは
「てこ」とは↓のような道具です。
片方におもりを吊り下げたり、のせたりします。
そしてもう一方に力を加えて、おもりを持ち上げます。
例題１
↓の図のように、てこを使って５kgの物体を２m持ち上げた。
このとき人は、てこの右端を４m押し下げた。
人がてこの右端を押した力は何Ｎか。
① 物体がされた仕事
このとき物体がされた仕事は「50Ｎの物体を２ｍ持ち上げるための仕事」なので
物体がされた仕事(J)＝力(N)×力の向きに動かす距離＝50N×2m＝100J
となります。↓
※もう1つの考え方
この場合物体にした仕事は、物体の位置エネルギーへと変化します。
つまり
物体がされた仕事(J)＝物体が得た位置エネルギー(J)
と言うことができます。
その考え方から
物体がされた仕事(J)＝重さ(N)×高さ(m)＝50N×2m＝100J
と求めることもできます。
② 人がした仕事
物体がされた仕事＝100Jであるので、人がした仕事も100Jということになります。・・・（＊）
人はてこの右端を４m押し下げています。
てこの右端に加えた力は分かっていませんのでｘ(N)とすると
人がした仕事(J)＝力(N)×力の向きに動かした距離(m)＝x(N)×4m＝4x
となります。↓
（＊）より、これは100Jと等しいので次の式が成り立ちます。
4x＝100J
これを解くと x＝25N となり、
よって人がてこの右端に加えた力は25Nとなります。
例題２
↓の図のように、てこを使って3.5kgの物体を４m持ち上げた。
このとき人は、てこの右端を７m押し下げた。
人がてこの右端を押した力は何Ｎか。
【解答】
物体がされた仕事は「35Ｎの物体を４ｍ持ち上げるための仕事」なので
物体がされた仕事(J)＝力(N)×力の向きに動かす距離＝35N×4m＝140J
となります。↓
物体がされた仕事＝140Jということは、人がした仕事も140Jです。・・・（＊）
人はてこの右端を７m押し下げています。
てこの右端に加えた力は分かっていませんのでｘ(N)とすると
人がした仕事(J)＝力(N)×力の向きに動かした距離(m)＝x(N)×7m＝7x
となります。↓
（＊）より、これは140Jと等しいので次の式が成り立ちます。
7x＝140J
これを解くと x＝20N
よって正解は20Nです。
・「物体がされた仕事＝人がした仕事」