学習目安 | 小: A | 中: A | 高: B

つるべ式

一般小学生

まとめ

つるべ式
滑車などの両端に物体を吊るし、一方の重量を利用して他方を昇降させることで、全体の重量バランスを保ちながら小さなエネルギーで駆動させる方式

解説

つるべ式は、古くから井戸で水を汲み上げる際に用いられてきた「釣瓶(つるべ)」の仕組みに由来する機構です。物理的には定滑車を用いたシステムであり、一方の重さを利用してもう一方を引き上げることで、重力に抗うために必要なエネルギーを最小限に抑えることができます。

現代の輸送機器においてもこの原理は不可欠です。例えばエレベーターでは、人が乗る「カゴ」の反対側に「つり合いおもり(カウンターウェイト)」が設置されています。これにより、モーターはカゴ全体の重さを持ち上げる必要がなくなり、カゴとおもりの重量差分だけの力で動かすことが可能になります。

項目 つるべ式(カウンターウェイトあり) 単純巻き上げ式
必要動力 重量の差分のみで小さくて済む 全重量を持ち上げるため大きい
エネルギー効率 非常に高い 低い
安全性 バランスが取れており制御しやすい 動力への依存度が高い
コラム

エレベーターにおいて「つり合いおもり」の重量は、一般的に「空の状態のカゴの重さ + 最大積載量の約40〜50%」に設定されています。これにより、平均的な利用状況において最も効率よく運転できるよう設計されています。また、この仕組みはケーブルカーやロープウェイでも活用されており、下る車両の重さを利用して登る車両を引き上げることで、省エネを実現しています。

小学生のみなさんへ

井戸(いど)で水をくむときに、2つのバケツをひもでつないで、一方が下がるともう一方が上がる仕組みを見たことはありませんか?これを「つるべ式」といいます。片方の重さを利用してもう片方を持ち上げるので、とても軽い力で動かすことができる便利な工夫です。

みんながいつも乗っているエレベーターも、実はこの仕組みを使っています。エレベーターの箱の反対側には、大きな鉄の「おもり」がぶら下がっています。おもりと箱がシーソーのようにバランスをとっているおかげで、重い箱をスイスイ動かすことができるのです。もしおもりがなかったら、エレベーターを動かすためにものすごく大きなパワーが必要になってしまいます。

ルラスタコラム

山を登るケーブルカーもつるべ式です。上から降りてくる車両の重さを利用して、下から登る車両を引っ張り上げています。真ん中で2つの車両がすれ違うのは、この仕組みのためなんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 つるべ式とは、どのような道具の仕組みを利用してエネルギーを節約する方式のことですか
定滑車(または滑車)の両端に物体を吊るし、互いの重量を打ち消し合わせる仕組み
【応用】 エレベーターにつり合いおもり(カウンターウェイト)が設置されている主な理由を説明してください
カゴとおもりの重量をバランスさせることで、モーターが負担する動力を重量の差分だけに抑え、エネルギー効率を高めるため
【実践】 つるべ式を採用している輸送機器を、エレベーター以外に2つ挙げてください
ケーブルカー、ロープウェイ

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…