(a)(b)(c)で仕事は変わらない。考察(b)定滑車は,物体を持ち上げるために必要な力の向きを変える。(c)動滑車を使った場合,ひもに加える力は半分になっているが,力を加えてひもを引いた距離は2倍になっている。このことから,動滑車を使ったときも使わないときも,ひもに加える力がする仕事は同じ大きさである。動滑車を使うと,必要な力が小さくなる分,物体を動かす距離が長くなるので,仕事は同じになるということがわかった。(b)の場合,物体を引き上げるために必要な力は(a)と変わらない。実際の荷物や定滑車で考えると,下向きに力をかけるときに,自分の体重を加えることができるよね。すると,物体を持ち上げるのが楽になるね。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。仕事をするとき,動滑車や斜面,てこなどの道具を使うと,物体を動かすために加える力を小さくすることができる。力を加えて動かす距離が長くなるため,物体に対する仕事の大きさは変わらない。このことを【仕事の原理】という❶。図11のように,荷物をビルの上まで持ち上げる仕事をするときに,エレベーターを使うと,人が運ぶよりも短い時間で行うことができる。人が運んだときとエレベーターで運んだときとでは,仕事の大きさは同じでも,仕事をする速さ(仕事をする能率)が異なる。一定時間(1秒間)当たりにする仕事の大きさを【仕事率】といい,次のように定義されている。$$式の右辺の単位はジュール毎秒(記号J/s)となるが,この単位を【ワット】(記号W❷)におきかえて仕事率の単位として使う。$$p.271の例題で,仕事の原理,仕事率の計算に慣れておきましょう。探究7(b),(c)で,仮にひもを引く速さが等しいとすると,仕事の大きさが等しくても,仕事率が変わります。Jひもを引く速さは10cmあたり1秒だった。そのため,20cm引くのに2秒かかった。Jひもを引く速さは10cmあたり1秒だった。そのため,40cm引くのに4秒かかった。仕事の原理は,摩擦の影響がない場合に成り立つ。ワット(記号W)は電力の単位でもある。電力は,1秒間に消費される電気エネルギーの大きさを表す。(中学校2年)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。クレーンは動滑車がポイントクレーンは,図のように,動滑車と定滑車がたくさん組み合わされています。これによって,多数のワイヤーで荷物を支えることになり,実際の荷物の重さよりずっと小さな力で荷物を引き上げることができます。下図の場合,6本のワイヤーで支えているので,6分の1の力でものを持ち上げられます。クレーンの動滑車のしくみクレーン車gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。こと輪軸は同じしくみてこを使うと,小さい力で大きい力をおよぼすことができます。これは,てこを下図のようにして使うとき,次の関係がなりたつからです。作用点と支点の距離たとえば,力点と支点の距離:作用点と支点の距離=4:1であれば,力点にかける力:作用点に生じる力=1:4になり,4分の1の力でものを動かすことができます。力が4分の1になったかわりに,動かす距離が4倍になるため,ものを持ち上げるときの仕事の原理はなりたっています。輪軸は,大小の輪が組み合わさった道具です。大きい輪に力を加えて回すと,小さい輪に大きな力が生じます。このはたらきによって,ドアノブ,ドライバー,車のハンドルなどは,中心の軸を力強く回すときに,手で加える力を小さくてすむようにしています。下図のように,輪軸の場合も,力点,支点,作用点を考えると,てこの場合とまったく同じ原理がはたらいています。滑車やてこと同じように,ものを持ち上げるときの仕事の原理はなりたっています。(a)てこのしくみ(b)輪軸のしくみニュース※科学ニュースの更新は2025年4月を目処にはじまります。子供の頃よりもスピードが出て,驚いたのではないでしょうか。大人と子供では体重が違うから......,と考えがちです。物理の法則で考えると,同じ条件のすべり台を大人と子供がすべったとしても,動摩擦力は質量に比例し速度と逆方向を向くので,すべり下りる物体の加速度は質量に依らず一定になるはずです。生活体験と物理の法則が矛盾してしまうのです。ネットなどを探すと,空気抵抗で説明している記事が多いのですが,実はこの場合,空気抵抗は無視できるほど小さいとわかっています。引っ越し,面倒くさいですよね。引っ越しの手間を減らすために,この本で物理の法則を使えばこんな解法が...と出てくるのはすべて,論理的には可能だけれど,あまりにもバカバカしいアイデアばかり。笑いながら,日常に潜む物理法則を楽しむことができます。この本の内容はほんとうに,絶対に試さないでくださいね。2023年3月1日シイタケは,ほだ木に振動を与えると発生量が増えるということが経験的に知られていました。センターは安全かつ簡易にシイタケの増収ができる条件を調べました。その結果,キノコ(子実体)が発生する2週間前に,ほだ木に散水してから樹皮を表裏5回ずつ,計10回ハンマーで叩くと,収量が2倍ほどに増えることが分かりました。叩くとキノコが増えるのか。メカニズムはよく分かっていません。検定教科用図書を,ウェブページとして公開しております。教科書の写真・図版は,権利者の許諾のもとインターネットで公開しております。ご利用は,著作権法第35条ガイドラインの範囲内でお願いいたします。コンテンツは無料でご利用いただけます。通信料は利用者のご負担となります。教科書アドバイザー「理科マス!」は月ごとの使用回数制限があります。ご利用できない場合は,サイト内検索機能に切り替わります。