Q理科 中3 力と滑車について

質問

理科の発展問題でこのような問題が出ました
問題文と図は下に添付しておきました

自分も考えてみたのですが、このような
結論に至りました、今回はあってるかどうか見て頂けると幸いです

説明　持ち上げるのは600Ｎなので、左側の定滑車と右側の動滑車で300Ｎで1ｍずつ引けばいいから、左側の定滑車で300Ｎで1ｍ、右側の動滑車は150Ｎの力で2ｍ引かなければならない
よって、それぞれを足すと450Ｎの力で3ｍ引けば良い

と、考えたんですけど、あってますかね？
ご回答お願いします

回答No.3

kagakusuki

回答No.2様が、

>T1の力のロープは2箇所で上向きに力がかかっており、
>T2の力のロープは1箇所で下向きに力がかかり滑車が釣り合うので、
> 2×T1=T2 ・・・(2)
>になります。

と仰っておられる通り、動滑車が台を引っ張り上げる力は、左側の定滑車が台を引っ張り上げる力の2倍になります。
　そのため、もしAさんが台の中央付近に居た場合、台の左端は地面に付いたまま台の右端の方だけが先に上がる事になるため、台はどんどん傾いて行ってしまい、Aさんは台の上から滑り落ちてしまいます。
　もしAさんが台にしがみついていたとしても、台が傾いた状態では

>2.0もの高さ

とは、台のどこから測った高さなのか不明であるためと、台の長さが不明であるために、ロープを何m引けば良いのかという事に関しては計算する事が出来ません。
　但し、台が垂直近くにまで傾けば、動滑車がそれに繋がるロープを引っ張り上げる力が台全体に及ぶ事になるため、台の左端に加わる荷重が軽減されて、台全体が持ち上がり始める様になり、その時、ロープを引っ張るのに必要になる力は回答No.2様の計算の通り200Nになります。(前述の通りロープを引けば良い長さは計算出来ません)

　また、Aさんが台の右端に居た場合には、てこの原理で台の左端に加わる荷重が小さくなるため、台の右端は地面に付いたまま台の左端の方だけが先に上がる事になりますので、やはりロープを引けば良い長さは計算出来ません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

say-zyu-ro

最初の「左側の定滑車と右側の動滑車で300Ｎずつ」というところで考え方を間違えています。
左側の定滑車と右側の動滑車にかかる力は同じにはならないので注意してください。

まず、左側の定滑車が台を引く力をT1、右側の動滑車が台を引く力をT2とすると、
この2つの力で600Nを引くので、
T1+T2=600 ・・・(1)
となります。

また重要な考え方として、
一本のロープにかかる力はどこでも同じになるため、
Bさんが引く力は、T1と同じ大きさになります。

最後に動滑車に注目すると、
T1の力のロープは2箇所で上向きに力がかかっており、
T2の力のロープは1箇所で下向きに力がかかり滑車が釣り合うので、
2×T1=T2 ・・・(2)
になります。

よって(1)、(2)から
T1=200Nになり、これがBさんがロープを引く力になります。

引いた距離については、
Aさんと台を合わせて600Nのものを1m引き上げたので、
Bさんが200Nでロープを引いた場合、力が1/3のため、
距離は3倍の3mになります。
※距離については、nono2929さんの考え方でも間違いではありません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

startdashjp

答えは間違っていると思います。1つずつ考え方を追ってみましょう。

"持ち上げるのは600N"　→　Aさん450N　+　台150N = 600Nであってます。

"左側の定滑車と右側の動滑車で300Ｎで1ｍずつ引けばいいから、左側の定滑車で300Ｎで1ｍ、右側の動滑車は150Ｎの力で2ｍ引かなければならない"
→前半の300Nずつで1m引くというのは、考えとしてはわかります。
　後半は考えがずれていると思いますが、動滑車なので1/2の力がかかって、引くのに2倍いる　という考えが根底にあるのはわかります。

"よって、それぞれを足すと450Ｎの力で3ｍ引けば良い"→動滑車の方は300Nで引かないといけないと一番上でおっしゃっていますが…？

最後に考え方のヒントを置いておきます。
この問題のポイントは”仕事”です。

お礼

ご回答ありがとうございました。