物理で「仕事をする」と聞くと、
宿題。
残業。
草むしり。
そんなものを想像するかもしれません。
しかし物理の仕事は少し違います。
物体を動かしたとき、初めて仕事をしたことになります。
そして生き物界には、とんでもない仕事人がいます。
ヒョウです。
ヒョウは自分と同じくらい重い獲物を、木の上まで運ぶことがあります。
今回は物理の「仕事」を使って、ヒョウの怪力を数字で見てみます。
結論：仕事とは「力で物体を動かすこと」
物理では、力を加えて、その方向へ物体を動かしたとき、仕事をしたことになります。
押しただけではダメ。
動かなければ仕事は0です。
逆に、重いものを持ち上げれば、大きな仕事になります。
仕事とは何か
物理と日常の違い
日常では、机に向かって勉強しても仕事です。
しかし物理では違います。
例えば壁を全力で押しても、壁が動かなければ仕事は0。
かなり理不尽です。
単位はJ（ジュール）
仕事の単位は J（ジュール）です。
大きいほど、たくさんのエネルギーを使ったことになります。
ヒョウで計算してみる
50kgの獲物を運ぶ場合
ヒョウが、50kgのインパラを5mの高さまで運ぶとします。
かなりよくある光景です。
人間ならかなり嫌です。
仕事量を求める
高い場所へ持ち上げる仕事量は
P＝mgh
ただし、mは質量（kg）・gは重力加速度を約9.8m/s²・hは高さ（m）
で求められます。
50kg
高さ5m
重力加速度9.8m/s²
なので、
50 × 9.8 × 5
＝2450J
です。
つまりヒョウは、2450ジュールの仕事をしていることになります。
ジュールとは何か
身近な例で考える
2450Jと言われても分かりません。
安心してください。
私も分かりません。
そこで身近な例で考えます。
ペットボトルで比較
500mlペットボトルは約0.5kg。
これを1m持ち上げる仕事量は約5Jです。
つまり2450Jは、500mlペットボトルを約500本1m持ち上げる仕事量に近くなります。
数字にすると、ヒョウがだんだん怖くなります。
なぜヒョウはそんな仕事ができるのか
体重比筋力が異常
ヒョウは自分と同じくらいの重さ、場合によってはそれ以上の獲物を運びます。
詳しくはこちら。
→ 体重比筋力とは？
木登り能力も必要
筋力だけでは足りません。
木を登る能力も必要です。
詳しくはこちら。
仕事と位置エネルギーの関係
持ち上げたエネルギーはどこへ行く？
実は消えていません。
持ち上げた分だけ、エネルギーとして蓄えられています。
位置エネルギーになる
高い場所へ行った物体は、位置エネルギーを持ちます。
つまり、ヒョウが行った仕事は、そのまま位置エネルギーへ変わったことになります。
詳しくはこちら。
まとめ
物理の仕事とは、力を使って物体を動かすことです。
- 単位はJ（ジュール）
- 持ち上げるほど仕事量は増える
- ヒョウは約2450Jの仕事を行うことがある
- 仕事は位置エネルギーへ変換される
- ヒョウは怪力と木登り能力を組み合わせている
数字で見ると、ヒョウは単なるネコではありません。
夜の森で引っ越し作業をしているようなものです。
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物理教師のどうでもいい考察
ヒョウの記事を書いていると、引っ越し業者の方を思い出します。
冷蔵庫。
洗濯機。
ソファ。
人間は道具を使います。
しかしヒョウは違います。
全部くわえて木に登ります。
もし引っ越し業者が同じことをしたら、私は追加料金を払うと思います。
