中３理科エネルギーと仕事の問題

Question

１５kgの物体を、動滑車を使って、ひもを６０cm引いて引き上げた時の仕事（J)は？

新学社理科ノート３年の問題ですが、解答集のこたえに納得がいきません。
くわしく解説してください！

auguest · Accepted Answer

同じノートを使っている中３です。

解説　働く重力は１００ｇの物体に１Ｎなので１５kg＝１５０００ｇ→１５０Ｎ
　　　動滑車を使うので加えなければいけない力は２分の１なので７５Ｎ
　　　仕事の大きさ（Ｊ）は物体にくわえた力（Ｎ）×力の向きに移動させた距離（ｍ）なので
　　　７５×０．６＝４５
　　　よって答えは４５Ｊです。

問題文に不備があるとすれば動滑車の個数が明記されていない部分ですかね。

customar · Answer

同じノートを使う中３さんのおっしゃる感じなんですが。
滑車の数も含めまして、
ヒモを引く力が不明なのにその仕事を求めよという短絡ゆとり問題なのです。

しかしヒモを引いて位置エネルギーがいくら増えたという解答なのです。
ここでちゅうちょしないと以降の物理が短絡化に突っ走る人もいます。専門家の９９％がその思考状態でしょ。論理馬鹿というか。

auguest · Answer

１５０×０．３の方は仕事の原理を使ったやり方ですね。ひもを６０cm引くってことは物体そのものは３０cm上に上がるので１５０Ｎ×０．３です。

ORUKA1951 · Answer

動滑車だろうが、定滑車であろうが関係ないですよ。!!
　文章をよく読んで誤解していないか？？

大事なことは、仕事 = [力]×[移動距離]

(1) １５kgの物体を、動滑車を使って、ひもを６０cm引いて引き上げた時の仕事（J)は？
・引っ張る力は7.5kgになりますから、7.5(kg)×0.6(m)
・15kgの物体が、0.3m持ち上がったので、15(kg)×0.3(m)
のいずれでも結果は同じはずです。

7.5(kg)×9.8(m/s²)×0.6 = 44.1(J)
15(kg)×9.8(m/s²)×0.3 =  44.1(J)

※15kgは、その物体の重量だとする。
　質量だとするとその観測場所の重力加速度が必要です。
※動滑車は一重だと仮定しています。

で、「解答集のこたえに納得がいきません。」を書かないと、問題文の転記が間違っていたり、するので本命の回答にはならないと思います。回答例と君の回答を併記すると、具体的に何処がどうだか説明できる。

RTO · Answer

訂正
動滑車の3文字を見落としていました

「ひもを引いて　物体を60cm上げた」なら先ほどの回答ですが

動滑車の形状組み合わせがわからないので「紐を60cm引いたらどれだけ物体が持ち上がるか」がわかりませんので、これも問題文として不適格ですね。

問題文には滑車の絵が出ていたのではありませんか？

解答例
「物体がどのような環境にあり滑車の図も無ければ回答できない」となりますね

RTO · Answer

そうですね　問題文がそれだけなら欠陥問題ですね。
地球表面上とも月面上とも、無重力とも書いていないんですから。

常識的に回答するなら
15kgの質量を持つ物体を「持ち続ける」だけで　15*9.8=147N　（15kgf）の力がかかるわけですから
それを0.6m引き上げるので
147N×0.6（m)=88.2　J

解答はどのような数値になっていたのですか？

中３理科エネルギーと仕事の問題

同じノートを使っている中３です。

同じノートを使う中３さんのおっしゃる感じなんですが。

１５０×０．３の方は仕事の原理を使ったやり方ですね。

動滑車だろうが、定滑車であろうが関係ないですよ。

訂正

そうですね 問題文がそれだけなら欠陥問題ですね。

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そうですね　問題文がそれだけなら欠陥問題ですね。