実験Ｄ．ＢHEADLINE
テーマ：『滑車は楽？！』
目的：
滑車の原理を体感して理解する。。
注意：
・特には、ない。
概要：
１、固定滑車、動滑車、複数滑車などを重りをつけて、釣り合う重さを考える。
２、「仕事」という考えから、軽いが移動距離が長いとどういうことかを考える。
道具：ひとグループ分
①段ボール：２０ｘ２２ｃｍｘ厚さ５ｍｍ 1枚
②厚紙：４４ｘ２５ｃｍ 1枚
③厚紙：２ｘ１３ｃｍ 4枚
④針金：２０ｃｍ 6本、 ２５ｃｍ 2本
⑤竹串：７ｃｍ 7本
⑥紙コップ：2個
⑦ゼムクリップか糸：16本
⑧ビー玉：10個（1個約５ｇ）
⑨タコ糸：太さ2～3mm（細いのはNG）。 60cm1本、240cm1本
⑩セロテープ
⑪カッター
⑫はさみ
⑬ものさし：３０～５０ｃｍ
準備：
滑車の基本部品（滑車数種類、おもり入れ）は、作成しておく。
滑車の基本的な構成は、以下の様である。あとは、大きさなどを変える。
進め方：
１、ここに段ボールでできた滑車があります。手づくりなので、少し動きが悪いかもしれませんが、これで進めます。大事に扱ってください。
２、さて、滑車は、どこで使われているでしょうか? エレベーターやクレーンで使われているようですね。
３、では、滑車を使うとどのような便利なことがあるのでしょうか? 重い物を持ち上げられるということですが、ほんとうでしょうか? それは、楽になるということでしょうか？ 実験してゆきましょう。
４、まず、単純な形の滑車の動きを確認しましょう。直径5cmの滑車にひも60cmをかけて、両側に重り入れの紙コップをぶら下げます。滑車を引き上げても両方のコップは同じ高さにあります。
５、では、Aのコップにビー玉を二つ、入れてください。さて、バランスを取るには、Bにはビー玉をいくつ入れればよいでしょうか? これは簡単。2個ですね。
６、では、Aを10cm 引き下げると、Bは何センチ 引き上がるでしょうか? 調べてください。これも簡単でしたね。10cm。これを覚えておいてください。
７、では、次に、滑車を２つ使います。図のように、滑車、ひも60cm、紙コップをセットしてください。
８、Bのコップにビー玉をふたつ、入れます。さて、Aにいくつのビー玉をいれたら、バランスが取れるでしょうか?（Bの滑車が上がり過ぎたりしない）
＊厳密にはBの滑車の重さ分、A側に調整用の重りが必要
９、答えは、1個のビー玉でよいのです。軽くてよいことになりました。
１０、では、Aを20cm引き下げると、Bは、何センチ持ち上がるでしょうか? 調べてください。５ｃｍでした。
１１、ここで、質問です。滑車１つの時は、Bを10cm引き上げるのに、A側はビー玉１つで、10cm引き下げた。こんどは、Bを10cm引き上げるのに、Aは20cm引き下げなければならない。半分の軽さなのに、下げる長さは、倍になる。これは、楽になったのでしょうか?
１２、つまり、Bを持ち上げる全体の仕事は、変わらないと言えますね。でも、時間をかけて、小さなモーターでも大きな物を動かすということで、エレベーターなどに使われているのですね。
１３、では、もっと、滑車を多くすれば、より小さな力でよいということですね。確かめてみましょう。
１４、次の滑車のようにひも240cmとコップをセットします。
Bにビー玉４つ入れます。Aには、いくつビー玉を入れればよいでしょうか? 調べてください。そして、Aを40cm引き下げた時のBの引き上がる長さも調べてください。
１５、1個で済みました。そして、長さは、10cm上がりました。
１６、さて、まとめです。今日は、色々な「滑車」について確かめてきました。とくに、滑車を使うと、重い荷物も少ない力で持ち上げられる。しかし、引っ張る長さは、その分、長くなるということでした。そして、工夫により、より軽くできることでした。
滑車を複数、組み合わせた場合、どのくらいの力で持ち上がるか、考えてくださいね。
