一般小学生
まとめ
- 動滑車を使用すると、物体を支えるひもの本数に反比例して引く力は小さくなる
- 力が減少する割合と同じ分だけ、ひもを引く距離は長くなる
- 道具の重さや摩擦を考慮しない場合、仕事の総量は直接持ち上げる時と変わらない
解説
物体を直接持ち上げる場合、その物体の重力と同じ大きさの力が必要ですが、動滑車を用いると力を分散させることができます。動滑車1つにつき、物体は2本のひもで支えられるため、1本のひもを引く力は全体の重さの半分で済みます。例えば、100gのおもりを20gの動滑車に吊るした場合、合計120gの重さを2本のひもで支えることになるため、引く力は60gとなります。
しかし、このとき「仕事の原理」が働きます。力を半分にする代わりに、おもりを10cm持ち上げるためには、2本のひもをそれぞれ10cmずつ、つまり合計20cm分だけひもを引く必要があります。このように、道具を使っても必要なエネルギー（仕事）の総量は変わらないという物理的な法則が成り立っています。
小学生のみなさんへ
重い荷物を持ち上げるとき、そのまま持ち上げるのは大変ですよね。そんなときに役立つのが「滑車」という道具です。道具を使うと、重いものを小さな力で動かすことができます。これを「力の関係」と呼びます。
たとえば、動くタイプの滑車を使うと、荷物の重さを2本のひもで分担することになるので、引く力は半分の重さで済みます。ただし、力は半分で済みますが、その分ひもを引く長さは2倍になります。結局、楽をした分だけ、たくさんひもを引かなければならないというルールがあるのです。
ルラスタコラム
エレベーターやクレーン車も、この「力の関係」を利用しています。重いものを運ぶ機械の中には、たくさんの滑車が隠れていて、小さなモーターの力でも大きな荷物を動かせるよう工夫されているんですよ。
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