理科の動画「滑車・輪軸」を見ました。
「てこ」の考え方を使います、回転力、覚えていますか？三角形の相似もつかいます。身近にある自転車やハンドルなども輪軸の考えですね。
輪軸は、小さな力を大きな力に変えることのできる、とても便利で身近なものですよ。
動画を見る前にしておくこと
「科学の図鑑」と「科学の眼」を読んで、「クロスワードパズル」を解きましょう
◆基礎を固めたい場合◆
①デイリーステップ【2】～【6】を解きましょう
②デーマ【1】～【2】を読みましょう
③確認問題【2】【4】【5】【8】を解きましょう
◆さらに挑戦したい場合◆
①確認問題【11】を解きましょう
①発展【1】を解きましょう
構成
１．コアプラス・デイリーチェック
２．今回のポイント
３．確認問題（確認２，４，５，８，１１）
４．発展問題（発展１）
５．今回のまとめ
６．学習のすすめ
１．コアプラス・デイリーチェック
コアプラス
（３）～（７）は正解してほしい問題でした。（８）では合成抵抗を考えます。回路全体の抵抗は1＋½で1½、となります。電流は反比例するので、⅔となります。並列つなぎの部分は⅓の電流が流れます。（９）は並列の抵抗のある上側には電流は流れません、ので、電流は１となります。解けるようにしましょう。抵抗と電流は反比例です、
デイリーチエック
1⃣
（１）～（４）は正解してほしい問題でした。銅、ニクロム、鉄、では銅が一番電流が通しやすく、ニクロムが一番通しにくいです。デイリーチェックでは電流の大きさなどを各線の特徴から考えます。知識も必要です。銅線が抵抗小の為、電流大です。ニクロム線と鉄線は直列つなぎです、ニクロム線は抵抗大なので、電流小です、鉄線は抵抗中ですが、電流は同じく小、となります。発熱量は電流が大きいところなので、銅線が一番大きいです。ニクロム線の方が抵抗大なので、発熱量は鉄線より大きいため、先にニクロム線が溶けます。最後に鉄線が溶けます。
2⃣
抵抗を長さと断面積から求めます。抵抗を整数倍して考えましょう。電流も追加で出しておきましょう。
| ニクロム線 | 長さ（cm） | 断面積（㎟） | 抵抗 | 並列時の電流 |
|---|---|---|---|---|
| A | 10 | 0.8 | 1 →２ | ½ |
| B | 20 | 0.8 | 2 →4 | ¼ |
| C | 10 | 1.6 | ½ →1 | 1 |
| D | 20 | 1.6 | 1 →2 | ½ |
| E | 30 | 1.6 | 1½ →3 | ⅓ |
２．今回のポイント
定滑車
基本です、定滑車の特徴です。
動滑車
動滑車の特徴です。動滑車を支える場合は注意しましょう。
３．確認問題（確認２，４，５，８，１１）
確認【２】
どの滑車が落ちるか落ちないか、を考えます。複雑に見えますが、考え方は同じですね。
図２では、上の二つの滑車は定滑車です、下の2つは動滑車です。落ちてしまう滑車（動滑車）を1つと考えると、４つのひもでつながれています。動滑車を1cm上げるには、ひもを4cm引く必要があります。定滑車は5つのひもで繋がっています。下に引くチカラが150gなので、5本すべてに150gがかかっており、150×5の750ｇの力で定滑車を支えています（これがＦです）。別の考え方では、下向きの力が600gと手で引く150gなので、併せた750gが上向きの力、と考えることもできます。
図３でも、同じ様に、下の動滑車2つは5か所で支えられています。ので、Cは600÷5の120g、とわかります。動滑車を1cmあげるには、Cは5cm引く必要があります。上に吊り上げるGは120gで4か所で引っ張られているので、120×4でGは480gとなります。別の考え方では、下向きに600g、手で上向きに120g引っ張っているので、残りの480gが定滑車を上に引っ張っている、と考えることができます。
図4では、上3つの滑車は定滑車です、下3つの滑車は動滑車です。動滑車全体は6か所で支えられており、1つが600gなので、Dは600×6の3600gとなります。Dを下に1cm引き下げると、おもり600gは6cm上に上がります。定滑車はHともう一つの2つで支えられています。定滑車の下向きの力が6か所で600gなので、3600gですが、これが2か所なので、3600÷2=1800gがHとなります。
確認【４】
滑車の重さも考えます。滑車の重さも考えて、下から一つ一つ考えていきます。
図１です、滑車の重さ30gも考えると、下向き90gを3つで支えているので、1つが30gとなります。動かす距離は、滑車に重さがあっても変わりません。動滑車を1cm上げるには3cm引く必要があります。
図２です、動滑車の重さが分かりませんが、2か所で上に引かれています、1つが100gですので、上向きには200gです。Aの重さが150gなので、滑車の重さは200-150で50gとなります。重りを70gに返ると下向きの合計が120gとなります。これを2本で支えるので、1つ当たり60gとなります。
図３です、一番下の滑車から考えます、下向きの力は、Aの600gと滑車の重さ１、とします。これを2本で上に引っ張っているので、片方は300＋½、となります。真ん中の滑車は下に300＋½引かれていて重さが１なので、下向きの力は、（300＋½）＋１、上向きの力は195gx2の390g、これが釣り合っています。
確認【５】
輪軸です、が、基本は、てこの考え方で、回転力で考えます。輪軸のはたらきは、ハンドルの回転の動きを軸に伝えますが、ハンドルを持つ力は小さくて済みます、逆に軸に伝わる力は大きくなっています。大きな動きをする必要がありますが、力は少なくて済みます。
下記は図１です。
図２です。こちらも相似の三角形ですね。
図３も同じ考え方です、動画を参照しましょう。
確認【８】
一つ一つ右からか、滑車、輪軸、てこ、と考えていきます。
右の動滑車から考えます。動滑車の下向きは30＋2=32gです、2か所でつながっているので、１本は16gとわかりますので、Bが16gとわかります。
次に輪軸を考えます。回転力から反時計回りは16×10で160gです、反対の小さい方の輪軸は時計回りの回転力なので、160÷4＝40gとわかります。
最後にてこの右側の回転力は40g×30cm=1200ですので、A×20cm=1200から、Aが600g、とわかります。
確認【１１】
輪軸と台秤です、難易度上がってきますが、動画では丁寧に解説がありますので、是非確認しましょう、考え方が学べます。
仕事の原理、も覚えておきましょう。この原理を使用して答えを出すこともできます。
力点で行う仕事量[加えた力×距離] ＝ 作用点ではたらく仕事量[はたらく力×動いた距離]
４．発展問題
発展【１】
自転車の問題です、２つの輪軸を用いています。いつも何気なく乗っている自転車ですが、ペダルをこぐ力がチェーンにどう伝わって後輪を回転させるか、を確認しておきましょう。ギアを変えることで、ペダルの軸の半径、後輪の軸の軸、後輪の半径が変わります、これにて、後輪の力が変わります。回転数も軸を変えると変化します。
体ではわかっていると思うのですが、仕組みも理解しておきたいですので、一度は動画をみてみることをお勧めしておきます。
５．今回のまとめ
定滑車と動滑車
下記の空欄を埋めてみましょう。
50gと5cmになります。
輪軸
下記の空欄を埋めてみましょう。
50gと20cmです。
6．学習のすすめ
♦基礎を固めたい場合♦
①デイリーステップ【１】を解いてデイリーチェックの複数を行いましょう。
②確認問題【1】【3】【9】【12】【13】を解きましょう
③ポイントチェックを解きましょう。
◆挑戦したい場合♦
①デイリーステップ【１】を解いてデイリーチェックの複数を行いましょう。
②確認問題【1】【3】【6】【7】【9】【10】【12】【13】を解きましょう
③発展【2】を解きましょう。
④ポイントチェックを解きましょう。
⑤コアプラスと理科資料の関連項目を見ましょう。
まとめ
図に書き込んで、考えるようにしましょう。基本を押さえることが大切です、問題によっては複雑に見えますが、使っている基本は同じなので、ひとつひとつ考えていくように頑張りましょう。
最後まで読んで頂きありがとうございました。
下記に他の動画解説のページもありますので、紹介させてください。
参考になるとうれしいです。
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