中学校3年生理科￥運動とエネルギー
伊勢市＊数学＊塾・予備校＊エムジェック＊塾長の真鍋です。
明日から始まる伊勢宮川中学校の定期テストで3年生理科の範囲は『運動とエネルギー』。紙テープやストロボ写真から速さを求めたり、色々な道具をつかった仕事の大きさを求めたりと計算問題が多いです。
速さは『速さ＝距離÷時間』ですよね。紙テープであれば、$1$秒間に$60$打点の記録タイマーを使った場合、$1$打点にかかる時間が$ \frac{1}{60} 秒で6$打点ごとに紙テープを切るとその時間は$ \frac{1}{60}×6=\frac{1}{10}$ となり$0.1$秒です。ストロボ写真では、例えば$0.1$秒間隔で$6$コマ写っていたとき$0.1秒×5=0.5$秒になることに注意が必要です。
仕事（J）は力（N）×距離（ｍ）で求めます。地面に置かれた物体をひもで引いて動かす場合に物体の重さで計算してはいけません。地面が氷のようにツルツルであれば小さい力で引くことができ、荒い面であれば大きな力が必要になります。あくまでひもを『引く力×距離』ですから問題に重さが書いてあっても使わないことに注意しましょう。
そして、動滑車、斜面、てこなどの道具を使ってモノを動かすときに活躍するのが『仕事の原理』です。道具を使うと引く（押す）力の大きさは小さくてすみますが距離（引くひもの長さ）は大きくなり仕事の大きさは道具を使わないときと等しくなります。動滑車を使えば引く力は半分ですむかわりに引っぱるひもの長さは2倍になり、掛け合わせると同じになるわけです。斜面にそって物体を引き上げるときの力の大きさの求め方は、まずまっすぐ持ち上げた場合の仕事の大きさを求め、斜面にそって引き上げたときと仕事の大きさが変わらないことを利用して等式（方程式）を作って解きます。問題の種類は多くてもパターンは決まっているので原理を理解したあとは反復演習でマスターしてください。
