冴島薫のブログ

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メルマガバックナンバー「高校受験に塾はいらない! 中学の成績を2.9倍伸ばす問題集」#50 / 理科 仕事

ここではメルマガ「高校受験に塾はいらない! 中学の成績を2.9倍伸ばす問題集」

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■今日の問題(理科)

質量4.8kgの物体を、銅滑車を使って
40cm鉛直上方に手でゆっくり引き上げた。

動滑車の質量は0.2kgである。

手がする仕事は何Jか。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■答え

20J


■解説

仕事というのは
「物体に加えた力(N)×力の向きに動いた距離(m)」
で求めることができます。

N(ニュートン)とm(メートル)という単位を使って
求めることを覚えておいてください。

動滑車を引く手にすると…

ちなみに、動滑車というのは以下のような滑車です。
https://goo.gl/cgQx33

動滑車のいいところは
・引く力が、物体を持って持ち上げる時と比べて、半分で済むところ
です。

ただし、その代わり
・引く距離は、物体を持って持ち上げる時と比べて、2倍になるところ
となります。

物体と動滑車は合わせて5.0kgあります。
今回の場合100gで1Nなので
50Nということになります。

よって、動滑車に注目すると、
引く力は50Nの半分である25N、
引く距離は、40cm、つまり0.4mの倍である0.8m
なので、仕事は
25×0.8=20J
となります。


また、物体(と動滑車)がされた仕事を考えると…

物体と動滑車は合わせて5.0kgあります。
今回の場合100gで1Nなので
50Nということになります。
それを40cm、つまり0.4m引き上げたわけですから、
50×0.4=20J
となります。

同じ20Jになるんですね。

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