動滑車と定滑車の違いを完全攻略!引く力と距離の計算裏ワザ

動滑車と定滑車の違いを完全攻略!引く力と距離の計算裏ワザ

話題沸騰中の 動滑車と定滑車の違いを完全攻略!引く力と距離の計算裏ワザについて、詳しいまとめを分かりやすく掲載しています。

入試や実力テストで合否を分けるのは、複数の滑車を組み合わせた「複合滑車問題」と「動滑車の質量を考慮する問題」です。以下の2つの攻略アプローチを身につけておくことで、難問も瞬時に解法が見えます。

裏ワザ1:支えている「ひもの本数」を数える

動滑車が組み合わさった複雑な装置では、公式をこねくり回すよりも「持ち上げる対象を直接支えているひもが何本あるか」を図上で数えるのが最短ルートです。

動滑車につながれた物体を、上向きに支えているひもが「4本」あれば、手で引く力は「1/4」、ひもを引く距離は「4倍」になります。1本の連続したひもの張力(引っ張る力)はどこでも一定であるため、「おもりの重さ ÷ 物体を支えるひもの本数 = 必要な力」という汎用公式が成り立ちます。

裏ワザ2:動滑車の重さはおもりと合算する

実際の試験問題では「ただし、動滑車の重さは50gとする」といった条件が付くことが珍しくありません。この場合の計算手順は極めて明快です。

【動滑車の重さを考慮する計算ステップ】

  1. ステップ1: 動滑車とおもりの重さを合計する(例: おもり350g + 動滑車50g = 400g)。
  2. ステップ2: 合計の重さを2本のひもで均等に支えるため、2で割る(400g ÷ 2 = 200g = 2.0N)。
  3. ステップ3(重要): ひもを引く距離の計算には「滑車の重さは無関係」。おもりを15cm上げるなら、ひもを引く距離は単純に2倍の30cmとなる。

多くの受験生が「距離の計算にも滑車の重さが関係するのではないか」と錯覚して失点します。力は合算し、距離は幾何学的な構造のみで決まるという原則を徹底しましょう。

山田 真由
著者

山田 真由

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