過去問解説

滑車の計算問題|2017年 城北中学校 理科 大問1

滑車の計算問題

中学受験では滑車(かっ車)の問題は良く出題されます。ある程度パターンを覚えてしまえば、機械的に解けてしまう問題も多いでしょう。一方で、難易度が高くなると解放の暗記だけでは厳しいかも知れません。

2017年城北中学校の理科の問題では、やや複雑な滑車の問題が出題されました。

問題 図4のように天井に固定された板で、回転軸をつないだ半径の異なる定滑車と、同じように回転軸をつないだ半径の異なる動滑車に 36kgのおもりを取り付け、ロープを通し、ロープの反対の端に力を加えておもりを持ち上げました。

問6 実験4において、おもりを持ち上げるために加えた力は、何kgですか。
問7 実験4において、おもりを12cm持ち上げるためには、ロープを何cm引き下げればよいですか。

解説動画

まずは解説動画からどうぞ。

この問題のポイント

滑車の問題では、動滑車や定滑車の数に着目して機械的に計算することも可能です。ただしその場合、今回のような滑車ではうまく計算ができません。

解説動画では、力の働く向きに矢印を書き込むことでおもりを持ち上げるのに必要な力を計算しています。この方法は高校の物理でもまったく同じように使えるため、応用範囲はとても広いやり方です。

まあ今回の滑車の問題も、複雑とはいいながらも結構よくみるパターンではあります。問題演習をこなしていれば、これと同じ滑車を見ることも多いかも知れません。しかしだからといって、解き方があいまいなために何度も計算間違いをしてしまっていては意味がありません。

今回解説したような考え方をぜひとも身につけて、滑車の問題に立ち向かいましょう。