物理学では、仕事は正確な定義を持ちます：力が物体を変位させたときに伝達されるエネルギーです。仕事率は仕事が行われる速度です。

主要な公式

仕事：

W = F × d × cos(θ)

仕事率：

P = W / t = F × v

運動エネルギー：

Ek = ½ × m × v²

位置エネルギー：

Ep = m × g × h

段階的な例

仕事の例： 40 Nの水平力で箱を5 m押す。 W = 40 × 5 × cos(0°) = 200 J

仕事率の例： 4秒で200 Jの仕事をする。 P = 200 / 4 = 50 W

斜面： 100 kgの箱を30°の傾斜で10 m押し上げる場合: h = 10 × sin(30°) = 5 m → W = 100 × 9.81 × 5 = 4,905 J

単位

量 SI単位
力 ニュートン (N)
仕事/エネルギー ジュール (J)
仕事率 ワット (W)
1馬力 746 W

エネルギー保存の法則

理想的なシステムでは：Ek + Ep = 定数。実際のシステムは摩擦と熱でエネルギーを失います。