💡 ヒント:定滑車と動滑車

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

定滑車:天井に固定された滑車。糸を引くだけで荷物が上がる。力の向きを変える役割で、引く力=荷物の重さです。

動滑車:荷物と一緒に動く滑車。2 本の糸で荷物を支えるので、1 本あたりの張力は半分。ただし、荷物を 1 m 上げるには糸を 2 m 引く必要があります。

仕事の総量(力 × 距離)は道具を使っても変わらないのがポイント。これが「仕事の原理」。

✏️ 求めるもの

定滑車・動滑車のそれぞれで、糸を引く力 \(F\)糸を引く距離仕事を比較する。仕事の原理を体感しよう。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 定滑車の力:糸 1 本=張力 1 本=\(F = W\)
  2. 動滑車の力:糸 2 本で支えるので各張力 \(T = W/2\)、引く力も \(W/2\)
  3. 引く距離:動滑車は荷物の移動距離の 2 倍
  4. 仕事を比較:\(F \times d = W \times h\)(どちらも同じ)
注意

「楽になった」気がするのは力が小さくなったから。でも引く距離が増えるので仕事は同じです。「力 × 距離」がエネルギー(仕事)の正体で、これは道具では減らせません(仕事の原理)。動滑車の張力 = 半分、距離 = 2 倍を必ずペアで覚えよう。