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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.46>
探究7 結果から考察する
結果
(台車1kg,滑車100gの場合)
(a)(b)で台車と滑車を単に20cm上に持ち上げるときの仕事は,
11 N × 0.2 m = 2.2 Nm = 2.2 J
である。
(c)では,ひもを引く力が5.5 Nで,ひもを引いた距離は0.4 mであった。ここから,仕事は
5.5 N × 0.4 m = 2.2 Nm = 2.2 J
である。(a)(b)(c)で仕事は変わらない。
考察
(b)定滑車は,物体を持ち上げるために必要な力の向きを変える。
(c)動滑車を使った場合,ひもに加える力は半分になっているが,力を加えてひもを引いた距離は2倍になっている。このことから,動滑車を使ったときも使わないときも,ひもに加える力がする仕事は同じ大きさである。
● 動滑車を使うと,必要な力が小さくなる分,物体を動かす距離が長くなるので,仕事は同じになるということがわかった。
(b)の場合,物体を引き上げるために必要な力は(a)と変わらない。でも,実際の荷物や定滑車で考えると,下向きに力をかけるときに,自分の体重を加えることができるよね。すると,物体を持ち上げるのが楽になるね。