💡 ヒント：糸の張力と重力の仕事（振り子）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

振り子のおもりが弧を描いて動くとき、おもりにはたらく主な力は 糸の張力 と 重力 の2つです。糸の張力は常に「糸の方向（円の中心向き）」を向き、おもりの速度（円の接線方向）と垂直。一方、重力は鉛直下向きで、おもりが下に動くと正の仕事をします。

ポイントは「力と移動方向が垂直なら仕事はゼロ」「重力の仕事は高さの差で決まる（経路によらない）」という2つの原則です。

✏️ 求めるもの

振り子のおもりが最高点 P から最下点 Q まで動いたときの、糸の張力がする仕事 \(W_1\) と 重力がする仕事 \(W_2\)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 糸の張力の向きを確認：糸は常に張られているので、張力は糸に沿って中心向き。おもりは円弧上を動くので、速度は円の接線方向 → 張力と速度は常に垂直
  2. 張力の仕事を考える：力と微小変位が常に垂直なら、すべての瞬間で仕事 0。よって \(W_1\) は？
  3. 重力の仕事を考える：P と Q の高さの差を \(h\) として、重力の仕事は \(W_2 = mgh\) の形で表せる
注意

「張力は大きいから仕事も大きいはず」と勘違いしないこと。仕事は力 × 変位の同方向成分で決まります。力がどれだけ大きくても、変位と垂直なら仕事はゼロです。