滑車シミュレーター

おもりを同じ高さまで引き上げるのに、直接・定滑車(ていかっしゃ)・動滑車(どうかっしゃ)で何がちがう?(3年 運動とエネルギー・第23時 実験6)

ばねばかりの目もり=手が加える力〔N〕、ものさし=手を動かす距離〔m〕。仕事〔J〕=力〔N〕× 力の向きに動かした距離〔m〕で求める(質量100 gあたり1 N)。3つのステップを全部やって、表をくらべよう。

実験の方法
おもりの重さ 3 N 引き上げる高さ 0.10 m

仕事を「面積」で見る(横軸=手を動かす距離/縦軸=手が加える力)
結果の記録(教科書の表と同じ形)

※ おもりや高さを変えると、表はリセットされる(同じ条件でくらべるため)。

気づいたこと
  • 引き上げると、ここに気づいたことが出るよ。
引き上げた回数
0回
記録したステップ
0/3
3つの仕事は…
—
  • 定滑車:力の大きさも、手を動かす距離も、直接と同じ。そのかわり力の向きを変えられる(下向きに引けるので楽な姿勢で作業できる)。
  • 動滑車:手が加える力は半分ですむ。そのかわり、ひもを引く距離は2倍になる。
  • どの方法でも仕事の大きさは同じ。道具を使っても仕事の量は得しない = 仕事の原理。

※ 実際の実験では、ステップ1・2のおもりに動滑車の分の質量を加えて、3つの条件をそろえる(教科書の★3)。ばねばかりを水平にして使うときは0点調整をしておく。このシミュレーターでは、滑車とひもの重さ・摩擦は考えていない。

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