Question 1

物理学における「仕事」の定義として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

力の大きさと力の向きに移動した距離の積として表される。【解説】物理学における「仕事」は、物体に加えた力の大きさと、その力の向きに物体が移動した距離の積で表されます。単位はジュール（J）です。【他の選択肢が不適切な理由】移動時間との積、質量との積、体積との積はいずれも仕事の定義ではありません。

Question 2

仕事の単位として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

国際単位系ではジュール（J）が用いられるものとされる。【解説】仕事の単位は国際単位系（SI）ではジュール（J）で表されます。ニュートン（N）は力、パスカル（Pa）は圧力、ワット（W）は仕事率の単位です。【他の選択肢が不適切な理由】ニュートン、パスカル、ワットはいずれも仕事そのものの単位ではありません。

Question 3

「仕事率（工率）」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

単位時間あたりに行われる仕事の量を表す量。【解説】仕事率は、単位時間あたりに行われる仕事の量を表す指標で、仕事を要した時間で割ることで求められます。同じ仕事でも短時間で行うほど仕事率は大きくなります。【他の選択肢が不適切な理由】単位面積あたりの力（圧力の考え方）、単位体積あたりの質量（密度の考え方）、単位長さあたりの力の変化量とは異なる概念です。

Question 4

仕事率の単位として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

国際単位系ではワット（W）が用いられるものとされている。【解説】仕事率の単位は国際単位系（SI）ではワット（W）で表されます。1ワットは1秒間に1ジュールの仕事をする仕事率です。【他の選択肢が不適切な理由】ジュールは仕事、ニュートンは力、パスカルは圧力の単位であり、仕事率の単位ではありません。

Question 5

「運動エネルギー」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

運動している物体が持つ、質量と速度に関係するエネルギー。【解説】運動エネルギーは、運動している物体が持つエネルギーで、物体の質量が大きいほど、また速度が速いほど大きくなります。【他の選択肢が不適切な理由】位置エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギーの説明であり、運動エネルギーの説明ではありません。

Question 6

「位置エネルギー」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

物体が基準面より高い位置にあることによって持つエネルギー。【解説】位置エネルギー（重力による位置エネルギー）は、基準となる面（多くは地面）より高い位置にある物体が持つエネルギーで、高さと質量が大きいほど大きくなります。【他の選択肢が不適切な理由】運動エネルギー、熱エネルギー、電気エネルギーの説明であり、位置エネルギーの説明ではありません。

Question 7

「力学的エネルギー保存の法則」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

摩擦等がなければ運動エネルギーと位置エネルギーの和は一定に保たれる。【解説】摩擦や空気抵抗などによるエネルギーの損失がない理想的な状態では、運動エネルギーと位置エネルギーの和（力学的エネルギー）は常に一定に保たれます。振り子の運動などがこの例です。【他の選択肢が不適切な理由】摩擦などによるエネルギー損失がある場合は力学的エネルギーの和は一定に保たれません。また、運動エネルギーが増加する場合、位置エネルギーは同じだけ減少するのであって増加するのではなく、この法則は物体が運動している場合にも静止している場合にも成り立ちます。

Question 8

慣性の法則（運動の第一法則）の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

外力が働かなければ物体は静止又は等速直線運動を続ける。【解説】慣性の法則は、物体に外力が働かない、又は働く力がつり合っている場合、静止している物体は静止を続け、運動している物体は等速直線運動を続けるという法則です。【他の選択肢が不適切な理由】外力が働かなければ、運動している物体は減速せず等速直線運動を続けます（日常で物が止まって見えるのは摩擦という外力が働いているためです）。また、力のつり合いが崩れて正味の外力が生じれば物体は静止し続けず動き出し、外力が働くと物体の速度は変化する（加速する）ため等速直線運動にはなりません。

Question 9

速度と加速度の関係に関する説明として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

加速度は単位時間あたりの速度の変化の割合を表す。【解説】加速度は、単位時間あたりに速度がどれだけ変化するかを表す量で、速度が増加していく場合だけでなく、減少していく場合（減速）も含みます。【他の選択肢が不適切な理由】単位時間あたりの移動距離は「速度」の説明であり、質量と速度の積、力の大きさそのものとも異なります。

Question 10

「等速直線運動」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

速度の大きさも向きも変化せず一定に保たれる運動。【解説】等速直線運動は、物体が一定の速さで、かつ一直線上を進み続ける運動です。速度（大きさと向き）が変化しないため、加速度はゼロとなります。【他の選択肢が不適切な理由】速度が増加し続ける運動、向きだけが変化する運動、一定の割合で増加する運動はいずれも等速直線運動とは異なります。

運動・仕事とエネルギーの一問一答