教科書
p.94
問3
ポイント
解き方
第1節 仕事と力学的エネルギー
図のような, 定滑車と動滑車を組みあわせた装
置を用いて,質量20kgの物体をゆっくりと 0.50
mの高さまで引き上げた。 人は,ひもを何m引い
た。 また、ひもを引く力がした仕事は何Jか。
ただし, 滑車やひもの質量は無視できるものとす
る。
-20kg
81
10.50m
問のガイド 第1節
動滑車の両側のひもから張力がそれぞれはたらく。
動滑車を用いているので, 物体を0.50m 引き上げるために人はひ
もを 0.50m×2=1.0m 引かなければならない。
動滑車には両側からひもの張力がはたらく。 また, 物体をゆっくり
と引き上げたので, 物体 (動滑車を含む)にはたらく力はつりあってい
ることから, ひもの張力の大きさをTとすると、
2T-20×9.8=0
よって, T=98N
人はひもをTと同じ大きさの力で鉛直下向きに1.0m 引くので,
ひもを引く力がした仕事は, 98N ×1.0m=98J である。
●引いた距離・・・ 1.0m, 仕事・・・ 98 J