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計算が得意な方教えて下さい。
なぜ5キロを普通に持ち上げるのと、プーリー(滑車)を使うので持ち上げるのでは、プーリーが楽なのは、どうしてですか?

A 回答 (9件)

じか持ち上げ1㎏の荷物ひもで1m上げるにはそれなりの仕事量です。


(1㎏の力が必要です。)
天井固定のひもプーリーで1㎏の荷物ひもで1m上げるには、
0.5㎏=半分の力で済むからです。
ですが、1m荷物あげるにひもは、2m引き上げないとなりません。

てこの利用も同じで支点からの距離で近い方は力が増しますが、
遠い方は沢山移動させるので、釣り合うのです。
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滑車が1個で、それが天井に固定されてるのなら、5キロ必要。


軽くはならない。

軽くなるのは、滑車も動く動滑車の場合に限定される。

小学校6年生に聞けばわかる。
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てか、計算が得意な人というより、中学校で普通に勉強した人に聞くべき質問だね。

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ざっくり言うと、二人で持ち上げた状態になるわけです。


片一方を固定して、もう片方を人が持つ。
二つに分散させたので、重さは半分です。
ただし、二人分を一人で持っているので紐を引く距離は二倍になります。
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小学校5年位に「てこの働き」と云うような 単元は ありませんでしたか。


それと同じ原理です。
プーリーを使えば 持ち上げる力は 半分になりますが、
長さは 2倍 持ち上げる必要があります。
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滑車を使うと軽く感じるのは何故か、上に固定した滑車があり下にもう一つの滑車があります。

下の滑車にフックが付いてそこに5キロの重りがあるとした場合、

上の滑車ひとつで5キロの重さを持ち上げるには5キロの腕力が必要です。そこに下の滑車を加えると半分の力で持ち上げることができます。

そのとき力の無い人は滑車を使うと楽に持ち上げることができますが、働く仕事の量は5キロなので滑車に掛けた紐を一生懸命引き続けなければなりません。詰まり、楽は出来ますが時間がかかる、ということです。

滑車が増えればさらに楽になります。滑車がひと組みなら力は半分、2組なら力はさらに半分なので4分の1になります。引っ張る綱はさらに2倍長くなります。

イメージとしては建設現場のクレーンですね。滑車が何組も付いてワイヤーが何本も見えるはずです。
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5kgの物体に紐を結んで、天井に固定した滑車にその紐を通し、


紐の他端を下に引いて持ち上げるには、5kgに引く力が必要です。
楽にはなりません。

5kgの物体と滑車を固定し、天井に固定した紐をその滑車に通し、
紐の他端を上に持ち上げる場合は、半分の2.5kgに引く力で済みます。
天井に固定したところが、軽くなった分2.5kgを負担しているのです。
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動滑車の場合、


滑車から2本の紐が出ていて、
5キロの重さを紐2本が分担して担当してくれるので、紐を引く力は5キロの半分ですみます

滑車を上部に固定して使う場合
先程と違って5キロの力が必要となります
しかし、紐を下に引く事になりますから、体重をかける事ができるので
直接持ち上げるより楽に感じます
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それは動滑車ですね。


動滑車を使うと力は半分で済みます。ただし、動かす距離は半分どころか、逆に2倍になります。
仕事は力かける距離なので、けっきょく仕事は変わらないということです。

なぜ半分の力で済むかというと、「もう一人が手伝ってくれる」と考えてみてください。
ただし、そいつは実際には人でもロボットでもありません。まったく動かないので仕事はゼロです。けっきょく、仕事は全部こっちがしなければならず、2倍の距離を動かさないと終わらないわけです。
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