「定滑車」と「動滑車」の特徴を知ろう！

中３です。「定滑車」と「動滑車」が分かりません…。

　
中学生から、こんなご質問をいただきました。

「“定滑車と動滑車”が苦手です。

　ひもを引く力がいくつか？

　という部分が分からないので…」

大丈夫、安心してください。

中３生に向けて、
コツをしっかりお教えします。

さあ、成績アップへ、行きますよ！

■定滑車・動滑車とは？

図があると分かりやすいので、

中３教科書の

◇「定滑車と動滑車」のページ

を開いてみてください。

図を見ながら進めましょう。

定滑車と動滑車の図で、

注目してほしいのは、

滑車の中心から出ている“軸”です。

軸を見たときに、

・天井や壁に固定されている ⇒ “定滑車”

・ひもや物体がついている ⇒ “動滑車”

こう区別することが、
中３理科のコツなんですよ。

ここまで理解できたら、

さらに詳しく、見てみましょう。

［定滑車］

・軸が固定されていて、

　ひもを引いても、滑車は移動しない。

・力の方向を変えるのに使われる。

　（※ ひもを「下」に引くと、荷物は「上」に上がる。）

・ひもを引く力は変わらない。

　⇒ 弱い力で荷物が上がる、というわけではない…。

・ひもを引く距離も変わらない。

［動滑車］

・軸は固定されず、

　ひもを引くと、滑車じたいが上下に動く。

・力の方向は変わらない。

　（※ 荷物を上げるときは、ひもも「上」に引く。）

・ひもを引く力は、持ち上げる物体の重さの半分になる。

　⇒ 半分の力で上がるので、
　　引っぱり上げるのが楽になる！

・ただし、ひもを引く距離は２倍になる。

特徴は、こうまとめられます。

中学生の皆さん、いかがでしょうか。

“まずは定滑車を理解しよう”と、

片方の図をしっかり見るのも
成績アップのコツですよ。

両者の特徴は対照的なので、

定滑車が分かれば――

動滑車の特徴も
つかみやすくなります。

じっくり観察してくださいね！

…

■図を、指でなぞってみよう！

では、教科書の図を使って、

◇ひもを引く力

を確認してみましょう。

説明の関係で、

“物体の重さを５０Ｎ”としますね。

（話を分かりやすくするため、

　滑車の摩擦や、ひもと滑車の質量は

　考えないことにします。）

（１）定滑車について

物体を引っぱる、ひもをなぞると、

定滑車で向きが変わりましたね。

定滑車は力の“方向”を変えます。

下にいる人がひもを引けば、
荷物を持ちあげられます。

（はしごを使って、人が上に
　行かなくてもよくなります。）

その点で便利ですが、

力の大きさは変わらないので、５０Ｎです。

※滑車のひもが出ている部分に

　“５０Ｎ↑”、“５０Ｎ↓”と書いておくと、

　あとで便利ですよ！

　ちょっとした理科のコツです。

（２）動滑車について

物体を引っぱる、ひもをなぞると、

動滑車の中心につながります。

この動滑車の左右には、

上方向にひもが出ていますね。

この左右に出ているひもが、
５０Ｎの物体を支えています。

（１本のひもなのに、

　まるで２本で支えているように
　安定するのです。）

ひもの左右には、
同じ大きさの力がかかり、

荷物の「重さ」は分散します。

片方だけだと、力の大きさは２５Ｎ。

(５０÷２　だから。）

※この時、左右のひものところに

　それぞれ“２５Ｎ↑”と

　書いておくと、あとで便利ですよ！

（３）「動滑車＋定滑車」の場合

よく出題されるのが、この組み合わせです。

物体を引っぱる、ひもをなぞると、

動滑車の中心につながります。

（２）で述べた通り、

左右のひものところに、それぞれ“２５Ｎ↑”。

次に、左右のひものうち、

定滑車につながるひもを
なぞっていきます。

定滑車にたどり着くまでの

力の大きさは“２５Ｎ↑”。

（１）で述べた通り、

定滑車から下向きに引く力の大きさは“２５Ｎ↓”。

よって、ひもを引く力は“２５Ｎ”です。

…

＜まとめ＞

定滑車や動滑車の、

横から出ているひもに、

“●Ｎ↑”、“●Ｎ↓”などと
書き込むのがコツです。

滑車のそばに、力の向きと大きさを
書くと分かりやすいですよ。

かなり解きやすくなります。

試してみてくださいね！

…

さあ、中３生の皆さん、
次のテストは期待できそうですね。

定期テストは、「学校ワーク」から
たくさん出るものです。

スラスラできるよう、
繰り返し練習しましょう。

理科もグイッと、上げられますよ！
　