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仕事の原理とは
同じ仕事を行う場合、道具(テコ・坂道・動滑車など)を使っても使わなくても仕事の大きさは同じである
特に物体を引き上げる仕事の場合、垂直方向に移動した距離が同じなら、仕事の大きさは坂があってもなくても同じです
これらを問題から確認していきましょう
四角の6番の実験
実験2より、坂道なしで垂直方向に50cm引き上げるのに引く力は10N
実験3より、坂道に沿って1メートル引き上げたら、垂直方向に50cm引き上がる坂道で、坂道に沿って引き上げるのに引く力は5N
仕事の大きさは力×力の方向に移動した距離なので
実験2の仕事の大きさ:10N×50cm=10N×0.5メートル=5J(ジュール)
実験3の仕事の大きさ:5N×1メートル=5J(ジュール)
これが仕事の原理なのです
四角の7は仕事の原理を利用すると
装置Aを利用した仕事の大きさと装置Bを利用した仕事の大きさは同じです
理由は、同じ仕事をする場合、道具の種類が変わっても仕事の大きさは変わらないから
ありがとうございます!
詳しく解説して下さったのでとても分かりやすかったです!
四角の7の②a
図3から、装置A・Bの鉄球の重さとばねばかりにかかる力の大きさは比例関係にあることがわかります
そのため、比の計算で力の大きさを求めます
装置Aは鉄球600グラムで4.5Nと読み取れるので、図4の場合の装置A側の力の大きさをxとすると、600:4.5=300:xより
x=2.25Nと分かります
一方、装置Bは鉄球600グラムで3.0Nと読み取れるので、図4の場合の装置B側の砂袋の重さをyとすると、600:3.0=y:2.25より
y=450グラム
b
この状態で力が釣り合った状態ですから、鉄球を押すことは水平面上で鉄球を押すことと変わりありません。だから、鉄球は等速直線運動を行います。ただし、鉄球が床についた時点でバランスは崩れるので、鉄球は止まります
したがって、選択肢はイ
(問題文に摩擦がないものとしていますので、摩擦があれば、止まります)