体感でワカる!手作り「動滑車」の作り方

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。 

200円で作る #動滑車 の紹介です。

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動滑車は中学で登場します。仕事の原理の実験などでよく登場するものですが、実験をせずに、いくら説明してもわかりにくいもので、実際に体験をしてみるということがとても大切な実験です。動滑車の特徴をあげると

・力が2倍になる

・ひもを2倍の長さ引かなければいけない

ということがあります。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。

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)

20131003191842その他には、タコ糸、ペットボトル、砂、水を使いました。

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 動滑車を作る

おもりは、ペットボトルに砂と水をいれてあとで作る動滑車あわせて1kg(10N)になるようにしました。重さが十分にあるので、体感としてわかりますよね。

それでは動滑車を作っていきましょう。

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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。片方をスタンドなどに固定して慣性です。

実験開始!

動滑車にせずに全体を引っ張ってみると、ちょうど10Nです(ナリカの100Nばねばかりを使いました)。写真メモリに注目。

続いて動滑車につけて引っ張ると、5Nとなります。

よく見てみれば当たり前で、二人でもっているから(一人は天井)ですね。生徒に片方を持ってもらってもいいと思います。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ます。

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