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梃子の原理とコロの原理の関係
Mr_Hollandの回答
コロが慣性モーメントと関わっている点で、梃子の原理と関係しているといえるかとおもいます。 凸凹のないまっ平らな床面でコロを使ったとします。 そのコロの材質が同じならば、細いコロの方が転がりやすいと思います。 理由は、運搬物の下にあるコロのすべての慣性モーメントは細いほうが小さく、運動エネルギも小さいからです。 コロを使わずに、物体を摩擦のある床面で運んだ場合、運び手は常に摩擦力に打ち勝って仕事をしなければなりません。そして、そのときの仕事は摩擦力の分だけ減じられていて、この分が無駄になります。 一方、コロを使った場合は、物体と床面との間の摩擦力がなく、その代わりに、コロを回転させて移動させなければなりません。その損失分は、コロの運動エネルギになっていて、これはコロの質量と慣性モーメントが小さいほど少なく済みます。(その意味では、コロは運搬による損失分を摩擦力からコロの運動エネルギ分へと変換させる道具となっているといえるかもしれません。) コロは細くなるほど必要とするコロの本数は増えますが、それよりもコロの質量と慣性モーメントが減少する割合は大きいので、全体としては、細くなるほどコロの運動エネルギは小さくなるといえます。 そのため、理想的な状況では、細いコロほど運ぶのが楽だと思われます。 実際、運搬物をコロ2個で運ぶ状況と、小さなベアリングがたくさん付いたレールの上を滑らせる状況を考えてみると、この違いがよく分かると思います。
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お礼
ご丁寧な御教示ありがとうございます。理想的な平面上ではコロの径は小さいほど移動が楽なのですね。勉強になりました。