第9章仕事、エネルギー、単純機械Work, Energy, and Simple Machines原書 p.287–314

Key Equations重要な式

9.1 Work, Power, and the Work–Energy Theorem9.1 仕事、仕事率、仕事・エネルギー定理

mechanical energy kinetic or potential energy

力学的エネルギー(mechanical energy) 運動エネルギーまたは位置エネルギー

output work output force multiplied by the distance over which it acts

出力の仕事(output work) 出力の力に、それがはたらく距離を掛けたもの

potential energy stored energy

位置エネルギー(potential energy) 蓄えられたエネルギー

power the rate at which work is done

仕事率(power) 仕事が行われる割合

pulley a simple machine consisting of a rope that passes over one or more grooved wheels

滑車(pulley) 一つ以上の溝付きの車にロープを掛けた単純機械

screw a simple machine consisting of a spiral inclined plane

ねじ(screw) らせん状の斜面からなる単純機械

simple machine a machine that makes work easier by changing the amount or direction of force required to move an object

単純機械(simple machine) 物体を動かすのに必要な力の大きさや向きを変えることで仕事を楽にする機械

watt the metric unit of power; equivalent to joules per second

ワット(watt) 仕事率のメートル法の単位。毎秒ジュールに等しい

wedge a simple machine consisting of two back-to-back inclined planes

くさび(wedge) 二つの斜面を背中合わせにした単純機械

wheel and axle a simple machine consisting of a rod fixed to the center of a wheel

輪軸(wheel and axle) 輪の中心に棒を固定した単純機械

work force multiplied by distance

仕事(work) 力に距離を掛けたもの

work–energy theorem states that the net work done on a system equals the change in kinetic energy

仕事・エネルギー定理(work–energy theorem) 系になされた正味の仕事が運動エネルギーの変化に等しい、と述べる定理

of motion) or potential (stored energy).• Doing work on an object or system changes its energy.• Total energy in a closed, isolated system is constant.

位置エネルギー(蓄えられたエネルギー)のどちらかである。・物体や系に仕事をすると、そのエネルギーが変わる。・閉じた孤立系の全エネルギーは一定である。

9.3 Simple Machines9.3 単純機械

• The six types of simple machines make work easier by changing the fd term so that force is reduced at the expense of increased distance.• The ratio of output force to input force is a machine’s mechanical advantage.• Combinations of two or more simple machines are called complex machines.• The ratio of output work to input work is a machine’s efficiency.

・六種類の単純機械は、fdの項を変えて、距離が増えるかわりに力が減るようにすることで仕事を楽にする。・出力の力と入力の力の比が、その機械の機械的利得である。・二つ以上の単純機械を組み合わせたものを複合機械という。・出力の仕事と入力の仕事の比が、その機械の効率である。

work–energy theorem

仕事・エネルギー定理

power

仕事率

W = Δ KE = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}

P = \frac{W}{t}

305

9.2 Mechanical Energy and Conservation of Energy9.2 力学的エネルギーとエネルギーの保存

conservation of energy

エネルギーの保存

K E_{1} + P E_{1} = K E_{2} + P E_{2}

9.3 Simple Machines9.3 単純機械

ideal mechanical advantage (general)

理想的な機械的利得(一般)

ideal mechanical advantage (general)

I M A = \frac{F_{r}}{F_{e}} = \frac{d_{e}}{d_{r}}

ideal mechanical advantage (lever)

理想的な機械的利得(てこ)

ideal mechanical advantage (lever)

I M A = \frac{L_{e}}{L_{r}}

ideal mechanical advantage (wheel and axle)

理想的な機械的利得(輪軸)

ideal mechanical advantage (wheel and axle)

I M A = \frac{R}{r}