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てこの基本:てこの原理!てこの3点!モーメントと逆比!3つ以上の力!
てこの応用:支点が端にある(上と下に向かう力に分ける)・棒が曲がっている(垂直にして考える)
組み合わせかっ車・輪じく(りんじく)(じくと輪にかかる力の比は、それぞれの半径の逆比)
かっ車:てこの原理を利用した道具。「定かっ車」と「動かっ車」があります。
(正直、中学受験の理科の問題くらいでしかお目にかかりませんが・・・)
https://www.chugakujuken.com/koushi_blog/hashimoto/2019092.html
「定かっ車」と「動かっ車」のポイント
●「定かっ車」は向きを変えるだけ+力は変えられない
●「動かっ車」は力は半分で、ひもを引く長さは2倍
定かっ車
「定かっ車」(ひもを引いても上下に動かない)のポイント
1)力の向きを変えられる
2)力の大きさは変えられない
3)ひもを引く距離=物の移動距離
4)支点が中央にある
10cm×60g(おもり)=10cm×60g(引く力)
画像出典『塾技100理科』p70
「動かっ車」
「動かっ車」(回転軸が固定されていないので物と一緒に動く)のポイント
1)力は半分で、ひもを引く長さは2倍
1-1 真上にひもを引く力=物の重さの半分
1-2 ひもを引く距離=物の移動距離の2倍
画像出典『塾技100理科』p70 10cm×60g(おもり)=20cm×30g(引く力)
*支点から力点までの長さが、支点から作用点までの長さの2倍なので、力点に
加える力(引く力)は作用点にかかる力の半分(1/2)でいい。
かっ車の重さを考える場合
多くの問題では「「かっ車」の重さは考慮にいれない」というただし書きがありますが、
たまに「かっ車の重さは●●gとする」という問題があります。世知辛い世の中ですね…
●定かっ車では引っぱる力はおもりの重さと同じ
●動かっ車では、「かっ車の重さ+おもりの重さ」で考える必要がある
仕事の原理
仕事量:物を動かすために使った力と動かした距離との積
同じ「仕事」をする場合、道具を使っても使わなくても仕事量は変わらない(仕事の原理)
例)3kgの物を手で1m動かす仕事量は3×1=3
動かっ車を使った場合、
1)力は半分で、ひもを引く長さは2倍
1-1 真上にひもを引く力=物の重さの半分
1-2 ひもを引く距離=物の移動距離の2倍
なので、力は1.5kgで1m動かすためには2mひもを引くので、
1.5×2=3で仕事量は同じ「3」。
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