6

身近ミジカな物理現象ブツリゲンショウ及オヨび運動ウンドウとエネルギーに関カンする(1)〜(3)の問トイに答コタえなさい。

(1)　図ズ11のように、定滑車テイカッシャを１つ用モチいて荷物ニモツを持モち上アげる装置ソウチをつく

り、床ユカに置オかれた質量シツリョウ3kgの荷物ニモツを、糸イトが引ヒく力チカラによって、床ユカから

80cmの高タカさまでゆっくりと一定イッテイの速ハヤさで真上マウエに持モち上アげた。

�@　力チカラには、物体ブッタイどうしがふれ合アってはたらく力チカラや、物体ブッタイどうしが

離ハナれていてもはたらく力チカラがある。次ツギのア〜エの中ナカから、物体ブッタイどう

しが離ハナれていてもはたらく力チカラとして適切テキセツなものを２つ選エラび、記号キゴウ

で答コタえなさい。

ア　磁石ジシャクの力チカラ

イ　ばねの弾性力ダンセイリョク

ウ　重力ジュウリョク

エ　垂直スイチョク抗力コウリョク

�A　床ユカに置オかれた質量シツリョウ3kgの荷物ニモツを80cmの高タカさまでゆっくりと一定イッテイ

仕事シゴト＝　力チカラ　×　距離キョリ

の速ハヤさで真上マウエに持モち上アげたとき、手テが加クワえた力チカラがした仕事シゴトの大ダイ

30N

0.8ｍ

きさは何ナニJか。計算ケイサンして答コタえなさい。ただし、100ｇの物体ブッタイにはた

らく重力ジュウリョクの大オオきさを1Nとする。また、糸イトの質量シツリョウは無視ムシでき、空クウ

気キの抵抗テイコウや糸イトと滑車カッシャの間アイダにはたらく摩擦マサツはないものとする。

(2)　重オモい荷物ニモツを持モち上アげるとき、クレーンなどの道具ドウグを使ツカうことがあ

る。クレーンには定滑車テイカッシャのほかに動滑車ドウカッシャが使ツカわれており、小チイさな力チカラ

で荷物ニモツを持モち上アげることができる。図ズ12は、定滑車テイカッシャ１つと動滑車ドウカッシャ１

つを用モチいて荷物ニモツを持モち上アげる装置ソウチで、質量シツリョウ1kgの荷物ニモツをゆっくりと

一定イッテイの速ハヤさで持モち上アげるときの、荷物ニモツにかかる重力ジュウリョクと糸イトが動滑車ドウカッシャを

引ヒく力チカラと手テが糸イトを引ヒく力チカラを矢印ヤジルシ(　　　　)で示シメしている。図ズ13は、定テイ

滑車カッシャ１つと動滑車ドウカッシャ3つを用モチい、糸イトａを引ヒいて荷物ニモツを持モち上アげる装置ソウチ

である。動滑車ドウカッシャが１つのときに成ナり立タつ原理ゲンリは、動滑車ドウカッシャが複数フクスウに

なっても、それぞれの動滑車ドウカッシャにおいて成ナり立タつ。

次ツギの　　　　の中ナカの文ブンが、図ズ11と図ズ13の、それぞれの装置ソウチを用モチい

て、同オナじ荷物ニモツを床ユカから同オナじ高タカさまでゆっくりと一定イッテイの速ハヤさ

で真上マウエに持モち上アげたときの、手テが加クワえた力チカラがした仕事シゴトにつ

いて述ノべたものとなるように、次ツギの文ブンの（　あ　）〜（　う　）

のそれぞれに適切テキセツな値アタイを補オギナいなさい。ただし、糸イトや滑車カッシャの

質量シツリョウは無視ムシでき、空気クウキの抵抗テイコウや糸イトと滑車カッシャの間アイダにはたらく摩マ

1

×

1

×

1

＝

1

擦サツはないものとする。

2

2

2

8

図ズ11と図ズ13の、それぞれの装置ソウチを用モチいて、同オナじ荷物ニモツ

を床ユカから同オナじ高タカさまでゆっくりと一定イッテイの速ハヤさで真上マウエに

持モち上アげたとき、図ズ11の装置ソウチを用モチいた場合バアイと比クラべて、

図ズ13の装置ソウチを用モチいると、手テが糸イトａを引ヒく力チカラの大オオきさは

(　あ　)倍バイになり、手テが糸イトを引ヒく距離キョリは(　い　)倍バイ

になり、手テが加クワえた力チカラがした仕事シゴトの大オオきさは(　う　)

倍バイになる。

(3)　図ズ14のように、水平スイヘイな床ユカの上ウエに斜シャ

面メンをつくり、斜面シャメンの上ウエに台車ダイシャを置オく。

台車ダイシャには、テープをつけ、1秒間ビョウカンに

50回カイ打点ダテンする記録キロクタイマーを通トオして、

台車ダイシャの運動ウンドウを記録キロクできるようにする。

台車ダイシャを静シズかにはなしたところ、台車ダイシャ

は斜面シャメンを下クダり、水平スイヘイな床ユカの上ウエを進ススん

だ。図ズ15は、このときの台車ダイシャの運動ウンドウ

を記録キロクしたテープを。Ａ点テンから5打ダ

点テンごとに区間クカン1〜8と区切クギったよう

すの一部イチブを表アラワした模式図モシキズであり、ｂ

点テンはａ点テンから15打点ダテン目メの点テンである。

ただし、斜面シャメンと床ユカはなめらかにつながっていて、テープの質量シツリョウは無視ムシでき、空気クウキの抵抗テイコウや摩擦マサツは

ないものとする。

�@　次ツギのア〜エの中ナカから、台車ダイシャの斜面シャメンを下サがっているときの、台車ダイシャにはたらくすべての力チカラを表アラワした

ものとして、最モットも適切テキセツなものを１つ選エラび、記号キゴウで答コタえなさい。ただし、同オナじ種類シュルイの力チカラは合力ゴウリョクと

して１本ホンの力チカラで表アラワしている。

�A　図ズ15のａ点テンからｂ点テンまでの長ナガさは22.5cmであった。Ａ点テンを打ウってからｂ点テンを打ウつまでの間アイダの、

台車ダイシャの平均ヘイキンの速ハヤさは何ナニcm/sか。計算ケイサンして答コタえなさい。

�B　図ズ16は、区間クカン1〜8の各カク区間クカンのテープの長ナガさを表アラワし

たものである。図ズ16をもとにして、台車ダイシャが水平スイヘイな床ユカに

到達トウタツしたときの区間クカンを、区間クカン1〜８の中ナカから1つ選エラび、

数字スウジで答コタえなさい。また、そのように判断ハンダンした理由リユウを、

台車ダイシャが斜面シャメンを下クダっているときの、速ハヤさの増フえ方カタに関連カンレン

付ヅけて、簡単カンタンに書カきなさい。