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※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.43>

 定滑車や動滑車は,一見気づかないが,いろいろなところで使われている。これらのはたらきについて,どのように科学的に探究できるだろうか。

 探究7   道具のはたらき
気づき

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クレーンはよく見るけど,あのぶら下がって上下するのは「動滑車」なんですね。「定滑車」と「動滑車」は,はたらきがちがうのかな?

おもりにはたらく重力と,おもりを支える力がつり合っていると考えると,動滑車と定滑車では,ひもにかかる力が異なるね。

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(a) 定滑車 ひもにかかる力の大きさは,おもりにはたらく重力10Nと同じになる。
(b)動滑車 おもりにはたらく重力10Nを上の2本のひもで支えるため,上のひも1本にかかる力は,半分の5Nになる(動滑車の重さが無視できる場合)。

図9 滑車のはたらき

課題

定滑車や動滑車を使ったとき,物体を持ち上げるための仕事はどうなるか。

仮説

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定滑車と動滑車は,物体を持ち上げるとき,力の向きがちがうね。それがはたらきのちがいだと思う。

「仕事」を考えるときは,「力の大きさ」と「力の向き」に分解して考える必要があるね。

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図9で,定滑車は天井と一体になっていて動かないので,手で行う仕事にはふくまれません。一方,動滑車は,おもりといっしょに手で持ち上げているので,動滑車の重さは仕事の計算にふくめる必要があります。

計画

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実験用の滑車を使いましょう。

「力の大きさ」をはかるために,ばねばかりがいるね。

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定滑車と動滑車を,どうやって再現しようかな。

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