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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)

定かっ車と動かっ車+仕事の原理

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)

https://www.hello-school.net/primrika002001.html

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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