質問です
動滑車を使って300Nの荷物を動滑車で3m持ち上げる時の仕事量を答えなさい

という問題があったのですが

塾では「仕事=力(N)×力の方向の距離」と教えてもらい
そして動滑車はNが1/2になるとも教えてもらいました
そうするとこの答えは 300N÷2×3m=450J
という答えとなっているのですが

http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/index.html
このページの「物理」>「仕事とエネルギー」>「仕事の原理(参考)」
というページでは動滑車をつかうと力は半分になるが引っぱる長さが倍になる
つまり (300N÷2)×(3m×2)=150N×6m=900J
という事になってしまいます
どっちを信じればいいのかもどっちが正しいのかも、はたまた私がちゃんと理解できていないだけなのかも解りません
どなたかご説明御願いできないでしょうか?

A 回答 (4件)

300ニュートン掛ける3メートル=900ニュートンメートル


900ジュールです
滑車を使おうがカブトムシを使おうが変わりません
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動滑車を使うと、力は1/2になりますが、Xm持ち上げるのに


2Xm紐を引っ張る必要があります。

したがって、仕事は「力が半分」と「移動量が2倍」の積
ですから、「半分」と「2倍」がキャンセルされます。
まあ、変速付きの自転車をこぐときLで坂道を登ると、
力は要らない代わりになかなか進まず、Hでは思い切り力を
こめる必要があるものの、よく進むのと同じ関係です。

このことは、「エネルギー保存の法則」といいまして物理の
基本ですのでよく理解しましょう。
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この回答へのお礼

これがエネルギー保存の法則なんですね!
もう一度エネルギー保存の法則を勉強してみたら解るかもしれませんね!
勉強してみます

お礼日時:2009/05/24 23:59

#1さんの回答の通りです。



>動滑車はNが1/2になるとも教えてもらいました

 それは間違いではないのですが、力が 1/2 になると同時に、引く距離が物体の持ち上がる距離の2倍になる、ということもきっと教えてもらっているのだと思いますよ。

 逆に言えば、なぜ動滑車を使うと力が 1/2 で済むのかといえば、2倍の長さで引くことになるから、ということでもあります。
 すぐに出てくると思いますが、「道具を使って仕事をするとき、仕事の総量は変わらない」という「仕事の原理」があります。滑車やてこを使うと小さな力で仕事をすることができますが、そのかわり、力を加える距離が増えている、ということです。
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この回答へのお礼

やっぱり、塾の解答用紙がおかしいのでしょうか
それとも何か私が問題を勘違いしているのでしょうか?
でも、他の仕事を求めた答えは合っているので、問題もあってると思うのですが・・・

お礼日時:2009/05/25 00:01

こんばんは。

理系のおっさんです。

仕事 = 力 × 力を加えた距離

力 = 300N で一定
力を加えた距離 = 3m

よって、
仕事 = 300N × 3m = 900J

これだけです。

動滑車を使おうが使うまいが、300Nの重さのものを3m上げれば、
とにかく、荷物に与えた仕事は、900J なのです。
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この回答へのお礼

そうですよね、そう思うのですが
なぜか塾の回答用紙には450Jと書かれてあるんですよね
もしかして私の問題の読み間違いでしょうか、混乱してしまいます

お礼日時:2009/05/24 23:58

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Q中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

こんにちは。中学3年の者です。
理科の問題でわからないので教えてください。

(以下、問題文です)*図は、添付してある物です。
図のような斜面で、質量4kgの物体を引き上げる仕事をした。斜面には摩擦はなく、100gの物体に働く重力の大きさ1Nとする。

(1)
物体を斜面の上まで引き上げたときの、仕事の大きさは何Nか。
(2)
このとき、斜面を引き上げる力の大きさは何Nか。
                             という問題です。

(1)は、解説を見ると、40N×3m=120J となっていますが、なぜ3mなのですか?5mではなぜだめなのでしょうか?仕事の公式は、力の大きさ×力の向きに動いた距離 だったはずなので、力の向きはななめで、動いた距離は5mだと思うのですが。

あと、この問題を斜面を道具だとして考えると、仕事の原理より、力の大きさは半分になり、距離が2倍になるので、20N×6mという考え方でも良いのでしょうか?


(2)は、120J÷5m=24N となっていたのですが、考え方を教えてください。


わかりにくい文章で申し訳ないのですが、できるだけわかりやすく教えていただけると幸いです。
ご回答よろしくお願いします。

中3理科 仕事と滑車の問題を教えてください。

こんにちは。中学3年の者です。
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(以下、問題文です)*図は、添付してある物です。
図のような斜面で、質量4kgの物体を引き上げる仕事をした。斜面には摩擦はなく、100gの物体に働く重力の大きさ1Nとする。

(1)
物体を斜面の上まで引き上げたときの、仕事の大きさは何Nか。
(2)
このとき、斜面を引き上げる力の大きさは何Nか。
                             という問...続きを読む

Aベストアンサー

No.1で答えたことを更にわかりやすくしてみます。
まず、力という者は方向のある値(ベクトル)で、力の方向と
移動した方向が一致していないと計算できないのです。
確かに物体は斜面に平行に5[m]移動しますが、40[N]
は物体の重力なので、計算する方向は鉛直方向でなくては
なりません。

仕事の原理より、
斜面やてこ、滑車を使っても仕事量は変わりません。
そして、仕事量は以下の式で求められます。
仕事量[J]=移動した距離[m]×移動した方向にかかる力[N]

<斜面を使わない場合>
移動する方向は真上ですから、物体の重力ががかかる力に
なりますので、40[N]です。
また、移動する距離は3[m]です。
従って、仕事量=3×40=120[J]

<斜面を使う場合>
移動する方向は斜面に平行な向きです。
距離は5[m]で、斜面に平衡におちようとする力をF[N]と
おきます。
※Fは直接引き上げるよりも小さくなります。
 急な斜面よりも緩やかな斜面が登りやすいのと同じです。
仕事量=5×F
この仕事量は斜面を使わないときと同じなので、
5×F=120  F=24[N]

以上の考え方でもいいですが、本来は斜面に平衡に移動する力は
直接計算するべきです。この問題は物理法則の利用ではなくて、
問題のための問題のような基がします。
斜面を平衡に移動する力=重力×(高さ/斜辺)

 

No.1で答えたことを更にわかりやすくしてみます。
まず、力という者は方向のある値(ベクトル)で、力の方向と
移動した方向が一致していないと計算できないのです。
確かに物体は斜面に平行に5[m]移動しますが、40[N]
は物体の重力なので、計算する方向は鉛直方向でなくては
なりません。

仕事の原理より、
斜面やてこ、滑車を使っても仕事量は変わりません。
そして、仕事量は以下の式で求められます。
仕事量[J]=移動した距離[m]×移動した方向にかかる力[N]

<斜面を使わない場合>
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