仕事の原理について…

質問

こんにちは。
高校で理科総合Ａを習っているnightwと申します。
文系ですので、公式はＷ＝Ｆｓ、Ｗ＝ｍｇｈ、Ｐ＝ｗ/ｔ、Ｅ＝ｍｇｈ、Ｅ＝１/２ｍｖ2の類しか習っていません。

さて、質問は仕事の原理についてなのですが…
機械を使っても使わなくても、
力×距離は一定で
仕事の量は変わらないのですよね？
それならば、機械を使った場合使わない場合に対して消費エネルギーが増えるのは何故でしょうか？

仕事＝エネルギーなのかとも思いましたが、そうすると「消費エネルギーの量は変わらない」はずで↑の説明が付きません。
そもそも消費エネルギーとは何であり、
仕事の量と消費エネルギーにはどのような関係があるのでしょうか？

このことを問われる課題が出ていますので、
直接答えを教えて頂くのは規約違反(削除対象)になってしまうかと思います。
難しいこととは思いますが、答えに繋がるヒントだけでも教えて頂けると有り難いです。
よろしくお願い致します。

回答No.4

ht1914 · ベストアンサー

「エネルギーは仕事をすることに出来る能力である」と教科書には載っていると思います。仕事の量によってエネルギーを測ります。基準が必要です。人という複雑なシステムでいきなり考えると訳が分からなくなります。構造の簡単な物体に仕事をします。物体の方から見てされた仕事を人のした仕事としています。人は何もしないでじっとしていてもエネルギーを使うわけですから人の消費してエネルギーで仕事を考えるわけにはいきません。物体のされた仕事が物体の得たエネルギーになります。物体の得たエネルギーと人の消費したエネルギーは等しくありません。物体に与えたエネルギー以外にシステム運転のためのエネルギーを使っています。物体にされた仕事で仕事の量を量るという立場がＷ＝Ｆｓです。これはほとんど説明されていないことですね。いきなり式が書いてあるだけです。
その立場で見たときに物体に起こった変化が同じであればやり方によらずされた仕事は同じであるというのが成り立たないとおかしいです。これはＷ＝ＦＳを決めるための原理なのです。力と距離に関係する表現は他にもあります。Ｗ＝Ｆｓ＾２ではなぜ駄目なんでしょうか。仕事の原理を満たすのはＷ＝Ｆｓだけです。滑車や梃子で確かめて下さい。
この式が決まった後、エネルギーの単位が決まります。Ｊは名前ですから式が決まらないと内容が決まりません。１Ｊ＝１ＮｍはＷ＝Ｆｓから決まるものです。もしＷ＝Ｆｓ＾２となれば１Ｊ＝１Ｎｍ＾２です。
敢えて長く書きました。自分流に書き直して下さい。

お礼

人の使ったエネルギ＝物体の得たエネルギーではないのですか！
正しかったかは判りませんが、自分なりの答えを見つけられました。
回答ありがとうございました。

回答No.3

sszzss

機械を動かすのにもエネルギーを消費するからじゃないですか??

お礼

機械を動かす為に別のエネルギーを消費する…ということですか。
色々悩みましたが、自分なりの答えを見つけることができました。
回答ありがとうございました。

回答No.2

mazimekko3

エネルギーの定義はなにか？
機械はなぜ動いている？
を考えると良いでしょう。

お礼

機械はなぜ動いている…ですか。考えたこともなかったです。
色々悩みましたが、自分なりの答えを見つけることができました。
回答ありがとうございました。

回答No.1

a-saitoh

そもそも「機械を使った場合使わない場合に対して消費エネルギーが増える」というのはどういう状況を念頭に置いているのでしょうか？
それを説明しないと回答できないと思いますが。

お礼

解決致しました。
ご指摘ありがとうございました。

補足

回答ありがとうございます。
「機械を使うと仕事は楽になるが、消費エネルギーは増える。」
この理由について仕事の原理を使い述べる必要があるのですが、
質問にも書いたように
「機械を使っても使わなくても仕事の量は変わらない」(仕事の原理)と考えていますので
「機械を使うと仕事は楽になる」という概念から解らないのです。

十分な補足でなかったり、補足要求の意味を履き違えていたらすみません。