引き上げる距離

一般小学生

まとめ

【定義】 おもりを実際に鉛直方向へ移動させた長さ。仕事の原理に基づき、使用する道具(定滑車・動滑車・斜面など)の種類によって、人間がひもを引く距離との関係が決定される。

まとめ

道具を用いても必要な「仕事」の量は変わらない。そのため、力を小さくした場合には、その分だけ動かす距離(引き上げる距離に対応する操作距離)を長くする必要がある。

解説

理科(物理)における仕事は「力 × 距離」で計算される。道具を使って小さな力でおもりを持ち上げようとする場合、おもりを一定の高さ(引き上げる距離)まで動かすために、より長い距離を引かなければならない。これを仕事の原理と呼ぶ。具体的には、定滑車では「引き上げる距離 = ひもを引く距離」であるが、動滑車を1つ使用する場合は「引き上げる距離 × 2 = ひもを引く距離」となる。また、斜面を利用する場合も、垂直に引き上げる距離よりも、斜面に沿って引く距離の方が長くなる。

小学生のみなさんへ

おもりを上に動かしたときの「長さ」のことだよ。たとえば、おもりを1メートル上に持ち上げたら、引き上げる距離は1メートルになるんだ。定滑車(ていかっしゃ)という道具を使うときは、ひもを引いた長さとおもりが上がる長さは同じだけど、動滑車(どうかっしゃ)を使うときは、ひもを2メートル引かないとおもりは1メートル上がらないんだよ。道具を使うと力は楽になるけれど、その分たくさんひもを引かないといけないというルールがあるんだ。

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