さんがひもを引いた速さはあ m/sとなり 1秒あたりの仕事の大きさから 仕事率は
い W となる。このように、荷物が上昇する速さから仕事率が求められる。
あ〔 〕 〔
(3) 定滑車と動滑車の質量がともに2kgのとき,図1と図2のそれぞれの場合について, 荷物を
引き上げるのに必要な力の大きさは何Nか, 求めなさい。
ただし,ひもの摩擦や質量は考えないものとする。
図1〔
CR18093103020L603
ス
カナロル
K
N] 図2〔
N〕
図 1 定滑車は図1の天井で支えられているため, 定滑車の質量は考えなくてよい。 よって,
荷物を引き上げるのに必要な力の大きさは, 荷物にはたらく重力と同じ 100N。
図2 質量2kg の動滑車にはたらく重力の大きさは, 2kg = 2000g, 2000 + 100 = 20 [N]
である。 動滑車にはたらく重力と, 荷物にはたらく重力100Nの和を定滑車と動滑車、 ひもを使っ
て引き上げる。動滑車を1個使うとひもを引く力の大きさは一倍になるので,
1
(20+100) x = 60 [N] したがって, 荷物を引き上げるのに必要な力の大きさは60N。
2
)