中3理科の「滑車と仕事(計算問題)」のまとめ

シェアする

スポンサーリンク

中3理科の「滑車と仕事(計算問題)」についてまとめています。普通に手がする仕事と動滑車ばる仕事では、仕事の大きさは変わりません。そのあたりについてまとめています。

滑車と仕事(計算問題)

重さの無視できる動滑車を1つ使うと、たとえば、重さ10Nの物体を引き上げる力Fは、5Nでよい場合があったとする。一方で、この場合、物体を10cmだけ引き上げるには、ひもを20cm引かなければならない。このとき、人が動滑車にする仕事は、 (ひもに加える力)×(ひもを引く距離)=5[N]×0.2m=1.0(N・m) となる。また、動滑車が物体にする仕事は、 (物体の重さ)×(物体を引き上げる距離)= 10[N] × 0.1[m] = 1.0(N・m) となる。人がする仕事と滑車が物体にする仕事とは等しく、仕事の原理が成り立つ。

スポンサーリンク

仕事の原理

仕事の原理とは、摩擦や道具の質量を考えない場合、てこ、動滑車、斜面などを利用しても、これらを利用しない場合と仕事の大きさは等しくなる。

  • てこ…物体を持ち上げる力は小さくてすむが、力を加える距離は大きくなる。
  • 動滑車…力の大きさが半分ですむが、力を加える距離は2倍になる。
  • 斜面…斜面にそって物体を引き上げる力は小さくなるが、力を加える距離が大きくなる。

練習問題

  1. 次の(1),(2)にあてはまる言葉を答えなさい。
    仕事 [J] = 物体に加えた( 1 ) [N]×力の向きに移動させた( 2 ) [m]
  2. 20 Nの力で荷物を 0.5m 持ち上げたときの仕事は何Jか。
  3. 水平面である物体を3mおしたとき, 20Nの摩擦力がはたらいた。このときの仕事は何Jか。
  4. 定滑車を使って荷物を持ち上げるとき,これを利用しない場合と比べて、①加える力の大きさ、②ひもを引く距離はそれぞれどうなるか。
  5. 動滑車を使って荷物を持ち上げるとき,これを利用しない場合と比べて、①加える力の大きさ、②ひもを引く距離はそれぞれどうなるか。
  6. 摩擦や道具の質量を考えない場合、動滑車を利用すると、これを利用しない場合と比べて、仕事の大きさはどうなるか。

答え

  1. (1)力、(2)距離
  2. 10J
  3. 60J
  4. ①変わらない ②変わらない
  5. ①小さくなる ②大きくなる
  6. 等しい

あわせて確認

以上が、中3理科の「滑車と仕事(計算問題)」のまとめとなります。

スポンサーリンク
スポンサーリンク

シェアする

スポンサーリンク