ジュールの定義や計算方法をPythonで実装する方法

ジュールの定義や計算方法をPythonで実装する方法について解説しています。

まず、ジュール（J）は、仕事や熱の単位として使われます。ジュールは、1ニュートンの力が物体を1メートル動かす際に必要な仕事量と定義されます。1ニュートンは、1kgの質量を持つ物体に m/s2の加速度を生じさせる力であり、1m/s2の加速度は、物体の速度が1秒間に1メートルずつ増加することを意味する。

つまり、以下の式で表されます。

1 J = 1 N・m

ここでのNはニュートン、mはメートルです。

この式をPythonで実装してみます。

■今回の環境（Python）

Google Colaboratory(Google Colab),2023年3月18日時点ではPython 3.9.16が用いられる。

■コード

J = 1.0  # ジュール
N = 1.0  # ニュートン
m = 1.0  # メートル

# ジュールの定義式を使って計算する
J = N * m

print(J)  # 結果を表示する

今回は1ジュール（J）を求めますので、Jという変数を定義し、その中に数値である「1.0」を格納します。格納後、Nという変数を定義し、1ニュートン（N）「1.0」という数値を格納します。次にmという変数を定義し、1メートル（m）「1.0」という数値を格納します。

格納後、ジュールの定義式を使って計算を行いますので、N変数とm変数を”*”（アスタリスク）を用いて、乗算（掛け算）を行います。これで演算結果がJ変数に格納されます。

最後にJ変数をprint()で出力します。

■実行・検証

このコード（セル）を保存し、Google Colaboratory上で、セルを実行してみます。

実行してみると、結果として「1.0」が出力されました。これにより、1N（ニュートン）の力が物体を1m（メートル）動かす際に必要な仕事量は1J（ジュール）だということがわかりました。