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仕事は0Jなのになんで疲れるのか

こんにちは。

小田原市鴨宮(鴨宮中学校・国府津中学校エリア)の個別指導塾、個別指導ERです。

💡 そもそも、なんで理科の計算では「0 J」なの?

おさらいだけど、理科の世界での仕事の計算式はこれだったよね。
「仕事(J)= 力の大きさ(N)× 力の向きに動いた距離(m)」

理科で「仕事をした」と認めてもらうには、「力を入れている向き」と「動いている向き」が同じ(または一致する方向)じゃなきゃダメなんだ。

お盆を持って歩いているときを思い出してみて。
みんなの手は、お盆が下に落ちないように「上向き」に力を加えているよね。
でも、歩いて移動しているのは「横(水平)方向」。

  • 力を加えている向き = 上
  • 動いている向き = 横

このように、向きが「垂直(90度)」にズレている場合、その力は移動に対して「全く使われていない」とみなされちゃうんだ。

だから、理科のテストでは迷わず「仕事は 0 J」と答えなきゃいけないんだね。

🏃‍♂️ じゃあ、なんで実際は疲れるの? 0カロリーじゃないの?

「仕事が0Jなら、人間にとってもノーダメージ(消費エネルギーゼロ)のはずじゃん!」
…と思うかもしれないけれど、人間の体の中では、ちゃんとカロリーが消費されています!

理由は大きく分けて2つあるんだ。

① 筋肉が「形をキープする」ためにエネルギーを使っているから

理科の物体(机や台など)は、そこにあるだけで物を支えられるよね。でも、人間の筋肉はそうはいきません。
お盆を同じ高さで持ち続けるためには、腕の筋肉をずっと緊張させて、エネルギー(カロリー)を燃やし続けなきゃいけないんだ。理科の計算にはこの「キープするための力」が入らないから、ズレが生まれちゃうんだね。

② 歩いて移動するために、体全体を動かしているから

お盆は横にスライドしているだけでも、みんなの体は一歩進むたびに、足を上げたり、体重を支えたりして、たくさんの筋肉を動かしているよね。
そこでしっかりカロリーを消費しているから、ちゃんとお腹は空くし、疲れるんだよ(笑)。

🔍 「言葉の定義」のズレに気づくと、理科はもっと面白くなる!

「毎日重いリュックを背負って学校まで歩いているのに、理科の世界では『仕事はゼロ』なんて理不尽だ!」って思っちゃうかもしれないけれど(笑)、日常の言葉と理科の言葉の「意味の違い」をしっかり区別することが、テストで引っかからないための最大の秘訣です。

  • 理科のテスト問題なら ➔ 向きが垂直だから 「0 J」!
  • 人間の体としては ➔ しっかり筋肉を使っているから 「0カロリーじゃない(疲れる)」!

こういう仕組みがイメージできるようになると、丸暗記しなくても自然と問題が解けるようになっていくよ!

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