力学分野の苦手克服について｜掲示板スレッド

テコや滑車の問題は、右回りの回転力と左回りの回転力とが釣り合っていることの式を立てると解けます。


式を立てる前に、まず全ての回転力を図に書き出します。


次に、回転の中心を適当に選びます。テコや滑車の場合は支点や軸としますが、棒のようなものは、明示的な中心がないので適当な点を中心に選ぶことになります。どこを中心に選んでも原理的には解けますが、棒の重心やいずれかも力点を中心に選ぶと釣り合いの式が簡潔になり、解きやすくなると思います。


ここまで準備した後、最初に説明した釣り合いの式を立てて、具体的に計算します。

息子もまずは両天秤みたいな絵を書いて△を書きいれてつり合いを考えてから計算していました。
作図ができるようになってから急に得意分野になりました。

がんばってくださいね～

>まず何から考えたらよいのかわからず、とにかく頭がまっ白になってしまうのです。（泣）

　よくそうなると思います。
　力学は、物理学ですが、まず基本として「重ね合わせの原理」という物理学での基本で大切で、そして便利な考え方ををご紹介しておきます。

　それは、実は足し算（と引き算）です。何を足し算するか。それは、力学ですぐ解けるような、単純な要素を足し算すればいいということです。
　力の向きによっては引き算ですが、数のマイナスを習えば、数にマイナスを取り入れて足し算だけの式を公式にするのが普通です。しかし、これはベクトルとか、力の向きをも考えた式になるので、まだ時期尚早でしょうね。

　問題に出て来るのが、バネと滑車とてこが組み合わされたものだとします。これに重りが乗っていたり、人が引っ張っていたりしますね。

　まず、バネだけ、滑車だけ、てこだけ、と分けて考えるようにします。「いや組み合わさっているから」ということは、あえて考えないようにします。ここら辺は、そういう考え方に慣れて行くしかありません。

　バネだけとして、それにかかる力を考えます。さらに重りからの力だけ、人が引っ張る力だけに分けて考えます。もし分けなくても考えられる、あるいはその二つが釣り合うとして考えられるなら分けなくてもOKです。

　滑車だけとして、それにかかる力を考えます。重りと人が引っ張る力に分けるのも同様です。それを分けなくていい場合も同様です。

　てこだけとして、それにかかる力を考えます。重りと人が引っ張る力に分けるのも同様です。それを分けなくていい場合も同様です。

　上記で、もし壁につなげられていたら、そこにも力が掛かっていますよ。これは、壁につないだ紐を引っ張っているとすると、同じ力で反対方向に壁が引っ張りかえしています。
　同じ力の人二人が紐を引き合って動かないのと、壁につなげた紐を一人が引っ張って動かないのは、力学的には同じです。

　さて、最大で6つも出てきます。なにか、かえってややこしくなったようですが、これが解くための準備です。
　ややこしそうなのは、式として最大6つを一斉に考えようとすると、そう感じるからなんですね。
　一つ一つは、目一杯単純にしましたから、それぞれはややこしくないはずです。

　中学校以降ですと、まだ分からない数（最終的には答）を、未知数あるいは変数と呼んで英文字にしておき、数式を作り、解いていきますが、小学校の算数は、原則としてそれを使いません。
　出される問題は、そういう前提と思いますが、具体例として、問題と解き方を拝見できれば、何か言えることもあるかもしれません。

　また、もし既に解いてみた問題と模範解答があれば、それを上記のような、「分けられるだけ分けて単純化する」という視点で、見直してみてください。

　また、新たな問題にどんどんチャレンジする前に、既に解いた問題が、どう解けたのかを、何度も紙に書いてみて、納得いくまで繰り返すと有効なことが多いです。

力学大好きでした。
さて、例題をwebから持ってきました。
http://blog.livedoor.jp/kazuna617-rika/archives/66532672.htmlの力学プチ演習プリント2～滑車・輪軸・てこ～ っていうリンクをクリック。

①動滑車は、引っ張る重さは元の荷物の重さの半分です。しかし、引っ張る長さは同じ重さの荷物を吊した定滑車の２倍です。
４００÷２＝２００
２００÷２＝１００
　　　A　１００ｇ

これより、さっきクリックしてもらった説明のほうが分かりやすいですね…