理科
中学生
解決済み

至急お願いします。中3理科物理です。
1mの軽トラに30kgの米袋を載せたいおばあさんがいて、おばあさんの仕事を楽にしようという課題が出ているんですが、わかりません。
滑車2個と長さ2mの角材2個を使えるらしいんですが、
とりあえず定滑車と動滑車を使って、力の大きさを普通の300Nの半分の150Nにする、
という所までは書きました。
ですが角材の使い方がわかりません。
斜面を作るのでしょうか?
斜面を作るとしたらどうやって使えばいいのでしょうか?
長さが2m、高さが1mの斜面を作ったとしたら、
動滑車を使うことによって150Nになっているので
150×(1/2)で75Nになる!ではダメでしょうか?

米 2m # J ///

回答

✨ ベストアンサー ✨

まず、角材2個と動滑車を中古屋で売りに出し数十円を得る。その金で駄菓子を買い、地元の子供に「駄菓子をあげる代わりに、この米袋をトラックに載せて」と言う。
お婆さんが米袋に対してした仕事は、0N×0m=0J。

時雨

すみません、真面目に教えてください!

TJ

至って真面目です。
仕事の原理というものを知っていますか?与えられた動滑車や角材2個、つまり道具を使って米袋を上げようとしている段階で最終的には300Jになってしまいます。動滑車で使う力は1/2だけど長さが2倍になってしまいましたよね。つまり、仕事の原理とは道具を使って仕事をしてもトータルの仕事の大きさは変わらないというものなんです。
つまり、仕事を最小化する問題であれば仕事0Jのこの解答が正しいです。恐らくですが、この様な問題をわざわざ出すような先生は発想力を見ているのです。つまりたかだか学校でやった知識に囚われない柔軟な解法を持った生徒を評価したいのだと思いますよ。

TJ

以下解答例
仕事の原理より、いかなる道具を用いても仕事は300Jになってしまう。お婆さんを動滑車2つと角材2つで本当に楽にさせる(仕事の大きさを最小化する)のではあれば、以下のような方法が考えられる。
まず、角材2個と動滑車を中古屋で売りに出し数十円を得る。その金で駄菓子を買い、地元の子供に「駄菓子をあげる代わりに、この米袋をトラックに載せて」と言う。
お婆さんが米袋に対してした仕事は、0N×0m=0J

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