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セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

動滑車の重さを考えると、仕事の原理は成り立たない。
 動滑車の重さを考えたときの仕事の原理についての質問メールをいただきました。
 ありがとうございます。

件名:動滑車でおもりを引き上げるときのひもを引く距離について
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はじめまして。
1つの動滑車でおもりを持ち上げるとき、滑車の重さを考慮しないときと考慮するときの「ひもを引く距離」について質問します。
例えば、動滑車の重さを考慮しないとき、「100グラムのおもりを10cm持ち上げるためには、ひもを20cm引き上げる」はわかります。
ところが、動滑車の重さを50グラムとして、同じく100グラムのおもりを10cm持ち上げるためには、ひもを20cm引き上げる」がわかりません。

素人考えでは、ひもを引く力が75グラムになるので1000÷75=約13cmのような気がします。
どうか、ご教授ください。
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 回答いたします。
 その場合でも、10cm持ち上げるためには、ひもを20cm引かなければいけません。

 動滑車の重さも考えると、仕事の原理が成り立たないのです。
 だから、実際には同じ仕事をするために、動滑車を用いると、動滑車も持ち上げなければいけないので、その分仕事量は多くなる、つまり、難儀するということです。

 物理では、理想状態を考えて、法則などを導きます。

 落下運動などを考えるとき、摩擦はないものとして考えることが多いですね。摩擦がないというのは地上では実際にはありえません。
 でも、摩擦が作用するとなると、最初から複雑になり、思考が進みません。

 それで、摩擦はないものとして考えて、落下の法則などを導き、実際に使うときに、摩擦のことも考慮するのです。

 仕事の原理もそうです。動滑車の重さも考慮すると、仕事の原理を導くことはできません。動滑車の重さを考えずに、理想状態で考えを進めた結果として、仕事の原理を導くことができます。

 現実とはずれがありますが、それはそれとしてとても価値があります。
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