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考えさせられた滑車の問題

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親戚の中学生から急にメールがきました。

「この問題教えて~!」

問題

矢印の部分を何Nで引くとこの滑車はつり合いますか?

「・・・何この問題!?」

私立中学ということで変わった問題の出し方に少し戸惑いました。

あなたは、解くことができますか?

正直、ふたばはすぐに答えがでませんでした・・・だって・・・だってふたばは生物学専攻だから・・・なんて言い訳を親戚の子にするわけにもいかず、理科の専門家としてのプライドをかけてない頭をひねりました。そして閃きました!

「あっ、逆やん!」

解説

見たことない問題を見るとつい焦ってしまいます。最近の入試問題なんて見たことない問題ばっかりですもんね。この問題も見たことない人は少し混乱してしまうかもしれません。でも、よく考えれば大丈夫。既習内容を組み合わせるだけで解くことができます。

この問題はよくある動滑車の問題です。60㎏の重りを持ち上げるのに必要な力は、半分の30㎏です。仕事の原理により、重りを10㎝動かすためには20㎝ひもを引く必要があります。この問題を逆にすると・・・

そう、さっきの問題になるんです。天井にひもを固定することはよくありますが、床に固定するバージョンもあるんですね。

解答

ということで正解は120㎏。2倍の重さになるかわりに、ひもを引く長さは半分になるんです。面白い問題だと思いました。

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]

【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
株式会社 学映システム
東京学芸大学 理科教育学分野
高知大学教育学部附属小学校
横須賀市立浦賀中学校
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