仕事の原理シミュレーター

同じ荷物を同じ高さまで上げるとき、斜面(しゃめん)やてこを使うと何が変わる?(3年 運動とエネルギー・第24時 仕事の原理)

①そのまま と ②道具あり で、加える力〔N〕と力の向きに動かす距離〔m〕がどう変わるかをくらべよう。仕事〔J〕=力〔N〕× 力の向きに動かした距離〔m〕(質量100 gあたり重力1 N。道具の重さや摩擦〔まさつ〕は考えない)。

場面
方法
荷物の重さ 300 N 持ち上げる高さ 1 m 斜面の長さ 2 m

仕事を「面積」で見る(横軸=力の向きに動かす距離/たて軸=加える力)
結果の記録(①と②をくらべる)

※ 荷物・高さ・斜面(うで)の長さを変えると、その場面の記録はリセットされる(同じ条件でくらべるため)。

気づいたこと
  • 持ち上げると、ここに気づいたことが出るよ。
持ち上げた回数
0回
場面クリア(斜面・てこ)
0/2
いまの場面の仕事は…
—
  • 斜面:ゆるくて長い斜面ほど小さな力で上げられる。そのかわり引く距離が長くなる。
  • てこ:支点(してん)から力点(りきてん・手)までが長いほど小さな力ですむ。そのかわり手を動かす距離が長くなる。
  • どの道具でも 小さい力 × 長い距離 = 大きい力 × 短い距離 = 仕事の大きさは変わらない。これが仕事の原理(実験6の滑車も同じ!)。道具は「楽」にするだけで、仕事を減らす魔法ではない。

※ 道具の重さや摩擦(まさつ)は考えていない。実際には摩擦などの分だけ余分な仕事が必要になる。てこの「動かす距離」は、力点(手)が下がった高さではかっている。

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