『定滑車』『動滑車』の問題の解き方をなるべくシンプルにまとめて、わかりやすく紹介していきます。苦手な人も多いかもしれませんが、覚えることはほんの少しです。基本を覚えれば応用問題にも対応できるのでしっかり覚えましょう。 - 小・中学生の学習サイト All Rights Reserved. 「スナッチ滑車は横引き専用」だって YOUたちは覚えちゃいなよ。 「スナッチ滑車を高所作業で 使用してはならない」という規則は 無いんだ。 それでもYOUたちは、高所作業で 滑車を使うときは、事故防止のために ブロック滑車を選択してくれよ。 2020.09.01 ブロック滑車とスナッチ滑車の 上の写真のようなものが滑車と言われるものです。物を上に移動させるときなどに使います。, ここで、テストに頻出する滑車問題の基礎をしっかり覚えて、応用問題に挑戦できるようにしましょう。. しかし、滑車の重さや摩擦などは、考えに入れないことにします。, この組み合わせでは、動滑車のはたらきで力の得をして、定滑車のはたらきで、力の方向をかえます。, 動滑車を用いると、ひもを引く力は滑車と重りの重さの半分でよいわけですが滑車の重さを考えにいれなければ、ひもを引く力は重りの重さの半分でよいわけです。, 定滑車1つだけでは、力の方向をかえるだけで力を得することはできませんから、この組み合わせ滑車を用いるとひもを引く力は、動滑車1つを使ったときと同じ力に等しいわけです。, たとえば、この組み合わせで、100グラムの重りを引き上げるには50グラムの力で引けばよいことになります。, まえの動滑車1つと定滑車1つの組み合わせに下の図のように動滑車を、もう1つ加えた組み合わせ方です。, 重りをつるしてある第一の動滑車のひものはしは第二の動滑車の軸につるしてあり、第二の動滑車のひものはしは定滑車にを通してあります。, また、第二の動滑車から定滑車にかかるひもBにはAにかかる力の、さらに、半分の力がかかることになります。, この組み合わせ滑車で第一の動滑車に100グラムの重りをつるしたとき、その重りを引き上げるには, で、25グラムの力で引けばよいわけです。左の写真は、さらに、動滑車1つを加えたものです。, 第一の動滑車のはたらきで、重りの重さは2分の1に第二の動滑車のはたらきで、さらにその2分の1になり第三の動滑車のはたらきで、さらに2分の1になります。, このような組み合わせ滑車では動滑車の数を、4つにしても、5つにしても同じような考え方でよいわけです。, 下の図のように、定滑車3つと動滑車3つを組み合わせた滑車では動滑車を支えている6本のひもには、それぞれみな同じ力がかかります。, というのは、動滑車にかかるそれぞれのひもがみな重りをつるしていることになるからです。, この組み合わせ滑車では、ひも1本にかかる力はひもの数が多くなるほど、つまり、滑車の数が多くなるほど小さくなります。, いま、図の動滑車に、60グラムの重りをつるしたとき定滑車のひもを引く力は60グラムの6分の1、10グラムの力で引けばよいのです。, この組み合わせ滑車では、定滑車は定滑車で動滑車は動滑車で、1つの軸を縦にならべたものです。, 下のA図で、定滑車の軸の下につるしたひもは小さい動滑車を通して小さい定滑車へ大きい動滑車を通して大きい定滑車へと1本のひもで定滑車と動滑車のあいだを往復させた組み合わせ滑車です。, 動滑車をつるしているひもは、全部で4本ありますから1本のひもには重りの重さの4分の1の力がはたらいていることになります。, たとえば、A図のように、40グラムの重りを引き上げるには動滑車をつるしている4本のひもに、それぞれ10グラムの力がはたらいているわけです。, B図のように、ひものはしを動滑車の軸の上につるすと定滑車は1つ増えることになります。, B図の組み合わせ滑車が、A図のそれと違うところは定滑車が1つ増えたことですが、定滑車が1つ増えることによって動滑車をつっているひもの数が1本増えることになります。, ですから、この組み合わせ滑車にA図の組み合わせ滑車につるした重りと、同じ重さの重りをつるすと定滑車が1つ増えただけ、力は小さくてすみます。, 40グラムの重りをつるしたときひもを引っ張る力は、5分の1の8グラムでよいわけです。, このような組み合わせ滑車では、ひもを引っ張る力の大きさは動滑車をつっているひもの本数によってかわってきます。, つまり、同じ重さの重りをつるし上げるにはひもの本数が多ければ多いほど、力は小さくてすみます。, したがって、ひもを引っ張るときの力の大きさを考えるときは動滑車をつっているひもの本数を数えそれらのひも1本1本に重りの重さがかかっていることを考えに入れなければなりません。, さらに定滑車1つと動滑車1つを増やして定滑車3つと動滑車3つの組み合わせ滑車を考えてみましょう。, A図の組み合わせ滑車もB図の組み合わせ滑車も同じ数だけの定滑車,動滑車とを用いた組み合わせ滑車ですがA図では滑車を縦にならべ、ひもの組み方をわかりやすくしたもので、B図では、共通の軸を持たせ、定滑車は定滑車どうし動滑車は動滑車どうしでいっしょにしたものです。, この2つの組み合わせ滑車は、いずれもひものはしが定滑車の軸の下につないであります。, 動滑車をつっているひもの本数は、全部で、6本ありますから重りの重さは、それぞれひも1本1本に等分され1本のひもにかかる力の大きさは、重りの重さの6分の1になります。, たとえば、600グラムの重りをつるすには6本のひもにそれぞれ100グラムずつの力がはたらいているので100グラムの力ですむにわけです。. 滑車を使うときは、事故防止のために 服が縮んでしまったり大変だよね。, これでYOUたちは、 仕事の計算で登場する大切な考え方に「仕事の原理」があります。動滑車や斜面、てこを使って物体を移動させる仕事の問題にも挑戦しましょう。, いろいろな道具を使って仕事を行っても、道具を使わなかったときと仕事の大きさは同じで変わらないという原理です。, 重たいものを直接持ち上げることが困難な場合、人類は様々な道具を使って弱い力でも物体を持ち上げる工夫を行ってきました。「滑車(かっしゃ)」や「斜面」、「てこ」などがその代表例です。, 道具を使って弱い力で物体を持ち上げることができても、その分距離が増えるので、結果として仕事の大きさは変化しません。, 定滑車は、天井や壁、床などに固定されていて、その場で回転するだけで自らは上下に動かない滑車です。引く力の向きを変えるのに役立つ道具です。ただ、力の向きを変えるだけの道具ですので、引っ張る距離や力の大きさは、そのまま上げる場合と変わりません。, 解答)定滑車は力の向きを変えるだけの道具ですので、力の大きさや距離は変化しません。 力の大きさ:100N 距離:0.5m 仕事=100N×0.5m=50J, 動滑車は、定滑車と異なり滑車自体が上下するものです。動滑車を使うことによって、力を天井方向と引っ張る力に分けることができるので、半分の力で物体を持ち上げることができるようになっています。しかし、動滑車から上にのびるひも2本分を引かなくてはならないので、引っ張る距離は2倍になります。, 動滑車の問題を解くときは、動滑車が1つ使われている場合「力半分、距離2倍!」と覚えておきましょう。また、通常は動滑車自体の重さは無視できるようになっていますが、問題によっては動滑車の重さも考えないといけない問題もありますので注意してください。, 解答)動滑車ですので「力半分、距離2倍!」です。したがって、 力の大きさ:50N 距離:1.0m 仕事=50N×1.0m=50J, 斜面も弱い力で重たい物体を持ち上げることができる道具です。真上に物体を持ち上げるよりも斜めに物体を引き上げることによって引く力を小さくしてくれます。ただし、斜面の方が距離が長くなるので、仕事の大きさは結局変わらないことになります。, 斜面の問題を解くときには、仕事の原理を利用して解くことが多くなります。そのまま道具を使わず物体を持ち上げたときも、斜面に沿って物体を引き上げたときも、仕事の大きさが変わらないことを利用して、斜面の長さを求めたり、斜面に沿ってどれくらいの力で引っ張ったかを計算することができます。, また、摩擦がはたらくと仕事の大きさは変わってしまいますので、理科の計算では斜面と物体の間の摩擦は考えないようにします。, 解答)斜面の傾きが30°なので、高さと斜面の長さは1:2の関係になり、斜面の長さは1.0mであるとわかります。詳しくは中3数学の「特別な角をもつ直角三角形の辺の長さ」を学習するとわかります。斜面を使わず、そのまま真上に物体を持ち上げた場合の仕事を計算し、仕事の原理より、斜面を使って持ち上げたときも同じ仕事の大きさになることを利用します。, そのまま真上に持ち上げたときの仕事=斜面を使った場合の仕事 100N×0.5m=50J, てこを使った仕事では、支点からの左右の腕の長さが重要です。てこでは、支点からの距離と重さ(力の大きさ)の積が等しくなったときにてこが動き出します。積が等しくなるためには、腕の長さの比と重さ(力の大きさ)の比が、逆比の関係になっていなければなりません。, また、てこが動く距離は腕の長さの比と同じになります。したがって、手でてこを押して行った仕事と、物体がてこから受ける仕事の大きさは等しくなります。, 解答)腕の長さが①:②ですので、重さと手で加える力の大きさの比は②:①になります。動く距離の比は①:②となります。 力の大きさ:50N 距離:1.0m 仕事=50N×1.0m=50J, Examee(イグザミー)は、中学生のための勉強サイトです。普段の勉強の予習・復習から定期テスト・高校受験まで対応しています。学習塾に通わなくても、このサイトだけ①成績を上げる②高校に合格するということをモットーに作成しています。, 定滑車は、天井や壁、床などに固定されていて、その場で回転するだけで自らは上下に動かない滑車です。, 支点からの距離と重さ(力の大きさ)の積が等しくなったときにてこが動き出します。積が等しくなるためには、. ・自分がポンコツだからダメなんだ…, 家族の寝静まった真っ暗な部屋で副業する暗闇ブロガー │ ブログ収益は6桁 │ 日経大手メーカーでゆる~く企画職 │ 工場を自動化する生産技術で10年の専門家 │ 都内の狭い1LDK賃貸 │ 妻が怖い1児のパパ │ 妻の言うことには「Yes」か「はい」 │ 県千葉→慶應 │ 直島が好き過ぎて移住したい. 仕事術 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); 事実だけをノートに書くのではなく、その事実が示唆することは何か?さらにどのように行動すべきか?までを考える人こそ一流だと言えます。, 実はこの手法はマッキンゼーなど、外資系コンサルタントが徹底しているフレームワーク「空・雨・傘」と同じなんです。, つまり、ノートのまとめ方の本質は ファクト(事実)、抽象化(事実に対する考察)、転用(次にやるべき行動) を抑えることにあるんです。, あなたが仕事で成果を上げるためには、次のやること(アクションアイテム)を明確にすることが不可欠です。, つまり、あなたが仕事でノートをまとめるときは、次にやることを明確にする必要があるのです。, 例えば、会議に出席したあなたは一語一句を聞き漏らさずにひたすらにノートに書きまくります。, あなたの仕事は事実(会議の内容)を抽象化(課題の整理)して、転用(解決策)を考えることです。, そんなあなたはこちらの本がおすすめです。実践するためのノウハウが解説されていますよ。, 最も実感しているのは「情報を探す手間」がゼロになったこと。ノートは貯めずに終わったら捨てていくという仕事のやり方を身に付けました。, 方眼紙を使うと見返して理解できるノートが書けます。なぜならマス目を利用して、行頭や段落を揃えることができるから。, こうなっていれば後から見返して、仕事のポイントがどこだったのかをすぐに振り返ることができます。, 方眼紙を使うと効果的なビジュアルのアイディアが沸いてきます。なぜなら簡単に表やグラフを手書きできるから。, その際に、「こんなグラフなら一目でメッセージが伝わるかも!」というアイディアをすぐに具現化できるのが方眼紙なのです。, 実は私が仕事をしていて、1番わくわくするのがこの瞬間。手書きで筋の良いグラフができれば、伝わる資料ができたも同然です。, スライドを作る際にも方眼紙は活躍します。まんがのコマ割りの様に報告資料を組み立てるストーリーボードが、方眼紙なら簡単に作れます。, これさえ作れれば、あとはパワーポインントに向かうだけ。この時点で上司とすり合わせができていれば、資料を作ったあとにダメ出しされる手戻りもぐっと減らすことができます。, 私はストーリーボードを作ったら、あとはなるべく後輩にパワーポインントの作業は任せています。, 仕事のノートのまとめは ファクト(事実)、抽象化(事実に対する考察)、転用(次にやるべき行動) を書くことです。, 仕事のノートのまとめ方がわかったので、次は「おすすめのノートはないかな?」と思いましたよね。, システム手帳にすっぽり収まるちょうどいいサイズで、 使っているだけで周りから一目置かれるノートです。, ・これが本当に自分に向いている仕事?