体感でワカる!すぐにできる200円「動滑車」の作り方!

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これが動滑車に??

動滑車の問題は中学でなぜか頻繁に登場しますが、高校に入るとあまりみかけません。不思議ではあるのですが、実は暗記をして対応をしている生徒も多く、そのためゲリラのように出題されてあわてて解いて間違えるということが起こりがちです。

動滑車の特徴は一度体験しておけば忘れることがないはずです。動滑車を理解するためには体験するのが一番です!200円でできる動滑車の作り方を紹介します。

小学生にもやらせておきたい動滑車

動滑車の特徴をあげると

・力が2倍になる

が一番大きいしわかりやすいと思います。ただちょっと覚えておくのが難しいのが、

・ひもを2倍の長さ引かなければいけない

ということです。仕事の原理と関係していることなのですが、教える方としてもなかなか黒板だと説明に苦労します。生徒のイメージ力にも関わりますし限界があります。そんなときは体験させるに限ります。

でもよくある教材会社で売っている動滑車は小さくて、100gとか軽いものをぶら下げるものばかりだし、体感はできません。またお値段もそこそこするので、生徒の数用意するというのは現実的ではありません。

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そこで一般で売っている動滑車を探しにホームセンターなどに出かけてみると、数が少なかったり、またそもそも無かったりと、集めるのが難しいという特徴があります。

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これが手に入れた動滑車。結構高いし、小さい。

そこで今回は簡単に動滑車を作る方法について紹介します。この方法なら、大きい動滑車を

1つ200円以下

で作ることができます。

科学のレシピ

準備するもの

・ドアやフスマなどに取り付ける車輪(2個で350円くらい。ホームセンターで売っています)

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・タコ糸(500円くらい。荷重をよくみて買いましょう)

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作り方

① 車輪の上下を確かめる

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こっちが上になります。

② 滑車とおもりを固定する

おもりとしては、2リットルのペットボトルにしましょう。2kgですから、重さが十分にあるので、体感としてわかりますよね。

さてそれでは作り方です。

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滑車の脇の穴から糸を通し、

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結びつけます。

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ペットボトルの首の部分に結びます。

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滑車が水平になるように、もう片方を結びつけます。

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あとは

車輪の片方の脇の部分から糸を通して、もう片方の穴からだします。

これで完成です。片方を誰かに持ってもらい(天井役)、もう片方を引っ張ってペットボトルを持ち上げてみましょう。

実験開始!

動かしている様子はこちらをご覧ください。

この滑車を何個も用意すれば、生徒が体験できるので、体験をして納得のいく動滑車ができるわけです。そして滑車を使わずに机の上までものを持ち上げるときの手の感覚と、滑車を使ったときの手の感覚を比べさせてみてください。

次に滑車を使って、机の上に持ち上げると、力が半分になり軽く感じますが、その反面、ヒモをたくさんたぐりよせなければいけないことがわかります。また天井役の生徒にとってみれば、力が半分になるのは当たり前ですよね。天井が支えているわけですから、手伝っているのですね。

もしよかったらお試しください。参考にぼくが以前書いた物理基礎の範囲をまとめた参考書を紹介します(^^)

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。