動滑車と定滑車の違いを完全図解!力の計算と見分け方の鉄則

動滑車と定滑車の違いを完全図解!力の計算と見分け方の鉄則

動滑車と定滑車の違いを完全図解!力の計算と見分け方の鉄則を徹底追究! 読者が気になる トピックの裏側を凝縮して配信します。

中学入試や高校入試で差がつくのが、定滑車と動滑車を複数組み合わせた「複合滑車」の問題です。複雑に見える複合滑車も、以下のステップで機械的に分解できます。

ステップ1:動滑車と物体を「ひとつのグループ」として丸で囲む
まず、宙に浮いて動く部分(荷物と動滑車)をまとめて1つの塊として囲みます。

ステップ2:そのグループを真上に支えている「ひもの本数」を数える
囲んだ塊から天井に向かって伸びているひもが何本あるかを数えます。もし支えているひもが2本なら必要な力は1/2、4本なら1/4になります。

ステップ3:動滑車の自重を加算する(重さがある場合)
問題文に「動滑車1個の重さは50g」などの指定がある場合、必ず以下の動滑車の重さ計算公式を用います。

【計算公式】
ひもを引く力 =(物体の重さ + 動滑車の重さの合計)÷ 動滑車を支えるひもの本数

例えば、500gの荷物に100gの動滑車を1個組み合わせた場合、持ち上げる総重量は「500g + 100g = 600g」です。これを2本のひもで支えるため、手で引く力は「600g ÷ 2 = 300g分(約3N)」となります。この「自重の足し忘れ」は最頻出の減点ポイントです。

小林 直樹
著者

小林 直樹

シンプルで洗練された住まいづくりとインテリアコーディネートのアイデアを提案しています。