技術・家庭
中学生

小学生程度の問題なのですが、どのように求めて説明したら良いのかよく分かりません💦 
教えて下さいm(__)m
(具体的に教えていただけると嬉しいです…)

次のような2種類の自転車がある。同じ速さでペダルを遭いだとすると、どちら のほうが速く走るか、根拠とともに説明しなさい。ただし、計算の過程を示すこと。 A:ペダル側50枚、後輪側2|枚 B:ペダル側34枚、後輪側|4枚
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回答

答え:②が速く走れる。(トルクはない。)
・計算
①21/50
②14/340
・①と②の比較、
①21/50=714/1700
②14/34=700/1700
この場合、比率が小さい方が、多く後輪が回転する=速い(トルクは小さい)
(多く後輪が回転する分、同じこぐ力から、トルクが振り分けられるので、トルクは小さくなる。)

【解説】
①そもそも、人のこぐ力は、有限。
それを、回転する速さ(回転数、回転速度)と回転しようとする力(トルク)に振り分けるために、歯車の大きさを工夫する。

人のこぐ力と、回転数とトルクの関係は式は、
人のこぐ力=回数速度×トルク

歯車を工夫することで、回転の性質を変える。
上り坂では、トルクが大きい方が昇りやすい。
平地で速く走るには、走り出しは、トルクがいるが、一度走り出したら、トルクはあまりいらないので、回転速度が速いと良い。
理想は、トルクもあって、回転速度が速いと良いのだが、こぐ力は有限。
重たい荷物を運ぶときは、当然、トルクがあると良い。

回転の性格の違い考え方は、小学校で習う「てこの原理」、中1の木材の実習で使う「くぎ抜き」です。
支点=歯車の中心
力点=動軸側:中心から歯車の距離(半径)が大きいほど、少しの力(トルク)で、被駆動側に大きな力を与えられる。
作用点=駆動軸側:中心から歯車の距離(半径)が小さいほど、力強い(トルクがある)が、タイヤの移動距離(円周)は小さい。

バットがあれば、バットの持つところと、打つところをそれぞれでもって、二人でまわし合い(力比べ)をしてください。
バットの打つところを持った人がまわし合いで勝ちます。
バットの打つところの人が、(力点と支点の距離が遠いので、)少しの力で、大きなトルクを発生させます。

②速度伝達比の公式を丸覚えすると、答えが簡単にです。
速度伝達比を詳しく知りたかったら、ネット検索してください。

速度伝達比,てこの原理
ひふみ

紛らわしい表現があるので、修正追加

作用点=駆動軸側:中心から歯車の距離(半径)が小さいほど、力強い(トルクがある)が、タイヤの移動距離(円周)は小さい。

「タイヤの移動距離(円周)は小さい。」ここ紛らわしいかもしれませんので、無視してください。
半径が小さい=歯車の数が少ない=それだけ、回転数が増える。
もし
歯車が40個の駆動側が1回転の時、歯車が20個の被駆動側は2回転します。(歯車のかみ合う数をそろえるためです。)
歯車が40個の駆動側が1回転の時、歯車が40個の被駆動側は1回転します。
被駆動側の回転数=進んだ距離

𝙄 𝙤 𝙧 𝙞

ありがとうございます!

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