B3-15: 愚か者の滑車装置 | メリーランド大学講義演示教材

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B3-15: 愚か者の滑車装置

目的： 滑車装置における力の解析を図示することと他のつまらない話題にユーモアを織り込むこと。
説明： 写真にあるような滑車装置において，動滑車から吊り下げてある重りは重さWであって，
滑車は近似的に重さはないものとします。
地面から重りWをぎりぎりで持ち上げるためには滑車ロープの端をどれだけの力Fで引っ張らなければならないでしょうか。

W

W/2

W/3

W/4

それ以外の力

提案： あなたの教えている学生に考えさせてみなさい。
そのあとで学生の一人にロープの端を引っ張って重りWを持ち上げさせてみましょう。
これは”ギャグ”の演示であることに注意してください。装置が写真にあるようにセットしたままになっている理由は次の二つです。
（１）ロープは動滑車にピンで止めてあります。
（２）摩擦で動滑車の重りが落ちないように，ループになったロープは上部と下部の滑車の間にピンと張ってあります。
この結果は次のように２０秒くらいで決められます。
ロープの端を力Fで引っ張るとロープのどこにでも張力Fが生じます。
その結果は動滑車には下向きの力2Fと上向きの力Fが働き，滑車は下向きに動いていくことになります。
参考文献：(PIRA 1M20.29)
この装置やその他，意外な滑車装置についてもっと情報をお望みの方は演示実験参考ファイルの方をご覧ください。
実験装置：: 写真にあるように予め集めておく。
用意にかかる時間： 要りません