ガリバーブログ第74回「物理の滑車」

みなさんこんにちは!
10月に入りましたが、まだまだ暑い日が続きますね。
涼しくなるのは10月の後半になるそうなので、
急な気温の変化に気を付けていきましょう!

志学ゼミ、小中等部理数担当の飯倉です


田端で36年の実績を持つ学習塾 

志学ゼミは北区、荒川区、文京区、足立区から生徒が通塾している、地元に根付いた塾です。

志学ゼミの[[合格実績https://shigaku-zemi.at.webry.info/201903/article_6.html]]

[[成績UP実績最新版→

成績大幅アップ編https://shigaku-zemi.at.webry.info/201905/article_10.html 

成績トップレベル編https://shigaku-zemi.at.webry.info/201905/article_9.htmlはこちらをご覧ください。


本日はタイトルの通り、「物理分野滑車の利用目的」です。

中学3年生の物理で学ぶ滑車のシステムですが、

滑車の性質をしっていても目的を知らない人の方が多いのが現状です。

「なぜ定滑車、動滑車をつかうのか?」を今日はお伝えしていきます。


先ず大前提として、物理分野の仕事(J)が理解できないと個々の分野は分からないので、

確認をしていきます。


『仕事』

物理における仕事評価は以下の式で行います。

物体の移動において逆向きの力にさからって加えた力(N)× 移動距離(m) =仕事(J)

この「逆向きの力にさからって」の部分はたとえば重力や摩擦力を指します。

これらの力と反対方向に加えた力でなければ、

評価の対象になりません。

ダウンロード.png

『定滑車』

定滑車を使う場合は多くの問題で、

「力の向きを変える」ために使用されています。

持ち上げる力を下に引っ張る方向に変えたり、

横に引きずる力を下に引っ張る方向に変える事が出来ます。

この様に「力の向きを変える」だけが目的なので、

力(N)や移動距離(m)は変更できません。



『動滑車』

動滑車は主に、「加える力を変更する」ために用いられます。

コチラのシステムは物体にかかる仕事が確定した際に生じる「仕事の原理」を上手く利用しています。

10kgの物体を2m持ち上げる際に必要な仕事量(J)は≪100N × 2m = 200J ≫となります。

そしてこれが一度確定したら、必ず誰かが同じ量の仕事をこなさなくてはいけません。

上の図の動滑車を見てみると、定滑車と違いロープの片側が天井に固定されています。

これにより、物体を複数のもので支えている状況が発生し、移動させるのに必要な力が軽減されます。

上の図の場合、動滑車が1個なので力は(1×2)分の1倍となります。

すると、仕事の原理によって必要な仕事は200Jと決まっていますから、

≪50N × 4m =200J ≫となりロープを引く距離は2倍に伸びている事がわかります。

まとめ

荷物側:力:100N  移動距離:2m 

作業側:力:50N   移動距離:4m


今回は以上です。11月のテストに向けて、理科の分野の解説等を次回も書いていきます。



田端で36年の実績を持つ学習塾 志学ゼミ

[[小学生クラス http://shigakuzemi.info/primary/index.html]][[中学生クラス http://shigakuzemi.info/junior/index.html]][[高校生クラス http://shigakuzemi.info/senior/index.html]]のご紹介

[[教室長からのメッセージ http://shigakuzemi.info/greeting/message01.html]]はこちらからご覧ください。

[[無料体験の受付 http://shigakuzemi.info/free-trial/index.html]]はこちらから。

[[保護者の皆様からの声 http://shigakuzemi.info/voice-guardian/index.html]]もご紹介しています。


志学ゼミ

小中学部理数担当:飯倉 雅人

東京都北区東田端1丁目12-3 稲垣ビル2F4F

電話:03-3894-0568(代表)

HPhttp://shigakuzemi.info/index.html

お気軽にお問合せ下さい(受付時間帯:10時~23時)


人気blogランキングへ←あなたの心に何かが残ったら、一日ワンクリックお願いします。励みにしています。

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!

ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。

→ログインへ

なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた
面白い
ナイス
ガッツ(がんばれ!)
かわいい

気持玉数 : 5

なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー)

この記事へのコメント