滑車計算を迷わず解くための大原則が、中学理科の最重要概念である「仕事の原理」です。
物理における「仕事」は次の公式で定義されます。
【仕事の公式】 仕事（J: ジュール） ＝ 力の大きさ（N: ニュートン） × 力の向きに動いた距離（m: メートル）
※ 100gの物体にはたらく重力を1Nとして計算します。
どんなに複雑な道具を用いても、「摩擦や道具の重さを無視できる場合、道具を使ってする仕事の量は、道具を使わずに直接手で持ち上げる仕事の量と完全に等しい」という物理法則が存在します。これが仕事の原理です。
具体例で見る仕事の原理：
質量600g（6N）の物体を30cm（0.3m）持ち上げるケースを比較してみましょう。
- 直接手で持ち上げる場合： 6N × 0.3m ＝ 1.8J
- 定滑車を使う場合： 6N（力1倍） × 0.3m（距離1倍） ＝ 1.8J
- 動滑車を使う場合： 3N（力1/2倍） × 0.6m（距離2倍） ＝ 1.8J
このように、動滑車を使うと引く力は半分の「3N」で済みますが、ひもを引く距離が2倍の「0.6m」になるため、最終的に人間が消費するエネルギー（仕事量）は1.8Jで変わりません。テストで「ひもを引く距離」を度忘れした際は、「仕事の量は変わらない」という前提から逆算することで、ケアレスミスを劇的に防止できます。
