エネルギー・仕事・仕事率計算ツール

使い方

1. 公式を選びます（例：運動エネルギー：E = ½mv²）。
2. わかっている値を入力します（例：質量 mに2、速さ vに10）。求める欄だけを正確に1つ空けます。
3. 求めた値を読み、すべての値と計算の過程を確認します。

公式

運動エネルギーは、運動によって物体がもつエネルギーです。位置エネルギーは、基準の高さより上にあることによって物体がもつエネルギーです。仕事は、力が作用点を動かすことによって移されるエネルギーであり、仕事率は仕事がなされる割合です。

運動エネルギー   E = ½ m v²
位置エネルギー   E = m g h
仕事             W = F d cos θ
仕事率           P = W ÷ t

1 J = 1 N × 1 m = 1 kg·m²/s²     1 W = 1 J/s

• 運動エネルギーは速さの2乗に比例します。速さが2倍になると、エネルギーは4倍になります。
• 仕事には角度が関係します。運動と直角の力は仕事をせず、運動に逆らう力は負の仕事をします。
• エネルギーと仕事の単位はジュール（J）、仕事率の単位はワット（W）で、1 Wは1 J毎秒です。

どの欄でも求める方法

計算ツールは、3つの欄が埋まり、1つが空いている状態を扱います。公式を使って空欄の値を求めます。因数であれば割り算で、値が2乗されている場合（運動エネルギーの速さのように）は平方根で、角度は逆コサインで求めます。分母が0になる値、負の平方根、または1を超えるコサインになる場合は、数値として表示せず誤りとして報告します。

このツールが含まないもの

• 経路に沿って変わる力による仕事（ばねなど）。力を距離について積分する必要があります。
• 回転エネルギーや弾性エネルギー、摩擦による熱、電池や燃料に蓄えられたエネルギー。
• 光速に近い速さ。その場合、½mv²の式はもはや正確ではありません。

よくある質問