問 題
天井につるされた輪軸に関する次の記述の㋐ ㋑に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。
「図のように、直径 D の輪及び直径 d の軸を結合した輪軸に、重力 mg が作用する小物体 A をつり下げ、ロープに鉛直下向きの力 F = ㋐ を加えたところ静止した。さらに力の釣合いを保ちながらゆっくりとロープを引っ張り、輪軸を１回転させる。このとき手がした仕事を W1、小物体 A がされた仕事を W2 とするとW1 = ㋑ が成立する。ただし小物体 A 以外の質量は無視してよい。」
正解 (5)
解 説
この時、半径の比と反比例するおもりとつりあいます。モーメントが等しくなるからです。軸：輪が１：３の場合のイメージが下図になります。
d = 1、D = 3 と考えれば、本問において F = 1/3 × mg の時、モーメントの大きさが同じになって静止すると考えられます。そして、仕事については、「手がした仕事」 = 「A がされた仕事」です。
以上より、正解は 5 です。
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