物を二人で持つとなぜ軽くなるのかな 1 二人の間隔が広がると持ち上げる力は大きくなるのかな? 次の実験で間隔と力を測定させてみる。 ![]() ◎ 力の合成 【準備】 間隔を広げてバネばかりをかけることができるように実験台を作成する。 ![]() @ バネばかりを付けて重さを測るとともに各部分(下図のA,B,C)の長さを測定する。 ![]() A 実験結果を表にまとめる。 <作図方法> @ 用紙の上方に水平線を引き,Aの長さに印をつける。適当な縮尺で書くこと。 A 二つの印の位置からそれぞれB,Cの長さで,コンパスで円弧を書く。 B 交点と印の位置を直線で結び三角形を作図する。 * 板に大きな紙を張り,装置にあてて原寸で書いてもよい。 C 垂直に線を引く。(重力方向の線) D 測定結果を基に,重さを長さに表して図に書く。(例えば1kgを10cmとする) ![]() いくつか作図し考えてみる。 角度が開くとどうなるか。 バネばかりの読みが同じときはどんな条件が必要か。など E 2本の線を辺とする平行四辺形を作り,対角線の長さと残りの一本と比較する。 ![]() 2 滑車を使うと力は小さくなるのかな? つぎの実験をさせてみる。 ![]() ◎ 定滑車の実験 ・ 定滑車を取り付け,おもりを下げ,バネばかりで重さを測る。 ・ バネばかりの付いたひもを斜めに引いて,重さが変わるか調べる。 ・ 一人で行う場合,バネばかりの持つ部分を止めるようにすると簡単である。 ![]() ![]() ◎ 定滑車と動滑車 下図の二つの実験を比較して考えさせてみる。 ![]() ・ 二つのバネばかりを架ける留め具を作る。 ・ 留め具にバネばかりを架け,その先に動滑車を付けたロープを取り付ける。 ・ 動滑車におもりを下げ,バネばかりの目盛りを読む。 ・ 右の方法でおもりを10cm持ち上げるにはロープを何cm引けばよいか考えてみる。 3 棒状のおもりを片方だけ持ち上げると軽くなるの? 次の実験からモーメントについて考えさせてみる。小学校ではすでにてこを学習しており,その発展である。 ![]() ◎ モーメント ・ 棒状のおもりを使い,一方を持ち上げたときの重さを調べる。 ・ 今度は,持ち上げる端を反対側にして重さを調べる。 ・ 両方の重さを合計するといくらになるか考える。 ![]() 板上のおもりの位置を変えて実験してみよう。 どのバネばかりの目盛りが一番小さいか予想をしてみよう。 真中に置いたとき ![]() 真中より少し左(右)に置いたとき ![]() 左(右)によせたとき。 ![]() 台はいくらの力で支えているのだろうか。 * 台のかわりに台ばかりを用いてみる。 |