中学理科「仕事・仕事率」動滑車を使って物体を持ち上げる場合�A

中学理科「仕事・仕事率」動滑車を使って物体を持ち上げる場合�A

◆問題

Ａさんは動滑車１つを使って、質量４０ｋｇの物体を２ｍの高さまで引き上げた。動滑車とひもの質量は考えないものとして、次の問いに答えよ。ただし、１００ｇの物体にはたらく重力を１Ｎとする。

(1) 物体にした仕事の大きさは何Ｊか？

(2) 物体を２ｍ引き上げるために、Ａさんはひもを何ｍ引いたか？

(3) Ａさんがひもを引いた力は何Ｎか？

(4) 物体を１０秒で引き上げたとすると、このときの仕事率は何Ｗか？


この記事では(3), (4)を解説します。


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◆解答解説

(2)でも解説したように、動滑車を１つ使うと、力は半分で距離は２倍になります。

物体に働く重力は４０ｋｇ＝４００Ｎだから、ひもを引く力は４００÷２＝２００Ｎですね！


(4)では仕事率を考えます。

「仕事率＝仕事÷時間(秒)」

です。
つまり、「仕事率は１秒あたりの仕事」です。

(1)より、仕事は８００Ｊです。
８００Ｊの仕事を１０秒で行ったのだから、

８００÷１０＝８０Ｗ

これが求める仕事率です。


というわけで、今回の(3)，(4)の解答は、

(3) ２００Ｎ
(4) ８０Ｗ

このようになります！


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