滑車系の努力計算機
どれくらいの力で引けばよいでしょうか。400 Nを4本のロープで支えるなら、理想的な引っ張り力は荷重の4分の1の100 Nで、2本なら半分になります。摩擦を考える前の最初の目安として使えます。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 荷重
- 400
- ロープの本数
- 4
- 力点にかかる力
- 100
- 入力の力
- 100
- 機械的倍力
- 4
- モデル
- ideal
ブロックアンドタックルは同じロープの複数の支持線で荷重を分担し、持ち上げる重さより小さな力で引けます。教科書の理想モデル（質量のないロープ、摩擦のないシーブ）では、定常の努力は荷重を支持ロープ本数で割った値に等しくなります。垂直の支持線が4本なら理想努力は荷重の4分の1、2本なら半分、固定滑車1つだけでは方向だけ変わり努力は荷重と同じです。学生は宿題用の閉じた形を、教員は解答キー用の決定的なオラクルを、舞台・帆走チームは摩擦や安全率の前にまず牽引力の概算を必要とします。この計算機は非負の荷重と正の整数の支持本数を受け取り、荷重と同じ力の単位で理想努力を返し、ゼロ本は拒否して呼び出し側がゼロ除算しないようにします。
理想的な滑車系の努力の定義
固定滑車と可動滑車にロープを通し、複数の垂直セグメントが自由ブロックと吊り荷重を支える様子を思い浮かべてください。理想モデルでは、各支持セグメントが同じ張力を持ち、その張力はロープ自由端に加える努力力と等しくなります。自由物体の鉛直つり合いから、支持本数 n と張力の積が荷重に等しい必要があり、ただちに努力 F_e は荷重を n で割った値になります。
固定滑車1つは n が1で、力の向きは変わりますが倍率はなく、努力は荷重全体と等しくなります。可動滑車1つは多くの場合 n が2で、理想の引き力を半分にします。
古典的な gun tackle、luff tackle、double tackle は教科書図では支持セグメントが3・4・5本に対応し、より大きな block and tackle は単に n を増やします。理想努力は摩擦損失、ロープの伸び、シーブの慣性を無視します。
実機では理想値より大きな引き力が必要で、効率は実際の機械的利益を理想の機械的利益で割ったものです。このページは、滑車系にどれだけの努力が要るかを探す人の検索意図を保つため、荷重とセグメント数からの理想閉形式だけに答えます。セグメント数は正の整数でなければならず、ゼロは支持線がなくゼロ除算になるため invalid input として拒否されます。
荷重は有限かつ非負でなければならず、重さが無言で否定されて意味のない牽引力にならないようにします。
送信する内容と返ってくる内容
load は支えたい、またはゆっくり上げたい重さ／力で、努力をニュートンで欲しいときは通常ニュートン、または要求全体で一貫した力の単位です。segments は支持ロープ本数 n で、1以上の正の整数でなければなりません。
古典チェック例は、荷重400・4セグメントで努力100、荷重100・2セグメントで努力50、荷重50・1セグメントで努力50（力の低減なし）です。宿題や素早い確認には無料のブラウザフォームを、一括解答キー、実験準備表、採点オラクルが必要なときはスクリプトから同じ契約を呼び出してください。多段階の実験では単位を揃えてください。
荷重がキロニュートンなら努力も同じ単位で報告され、隠れた換算や単位混在で商を壊さず報告が整合します。
滑車系努力計算機が実際に使われる場面
中等・大学初年の物理ではブロックアンドタックル図を課し、自由物体図で支持線を数え、効率問題の前に理想努力を求めます。信頼できる単一のオラクルは採点とデモ準備を速くします。舞台リギング、帆走、救助訓練の担当者は、本数と積載質量から購入（タックル）を第一段階で寸法決めし、その後に安全率と実摩擦の減定格を適用します。
メイカースペースや STEM アウトリーチは、数えたリービングパターンを期待牽引力に変換し、学生がロープ自由端のばね秤で予測と比較できるようにします。機械設計メモはホイスト試験や block and tackle の記録で、理想努力を測定牽引の横に書くことがよくあります。
後から測定努力に基づく実際の機械的利益、滑車効率、ホイスト経路の仕事とパワー、斜面での力低減が必要なら、別の検索意図とランディングとして扱い、理想滑車系努力計算機のこのページに摩擦表や動力学を詰め込みすぎないでください。
活用例
宿題・試験の解答キー
支持本数から理想努力 F_e = load / n を求め、学生と自動採点が同じ閉形式の正解を共有します。
ブロックアンドタックル実験の準備
リービングした購入の理想牽引力を予測してから、ばね秤で実努力と効率を測定します。
リギング・ホイスト寸法の下書き
数えた支持セグメントと積載重量を理想努力に変換し、安全率と摩擦減定格の前の第一フィルタにします。
よくある質問
滑車系の努力はどう計算しますか？
理想モデルでは努力力 F_e は荷重を支持ロープ本数 n で割った値です。
segments がゼロの場合はどうなりますか？
支持セグメントがゼロでは荷重を上げられず、ゼロ除算になります。
摩擦や効率は含まれますか？
いいえ。 このページは理想努力のみを返します。実際の機械的利益と効率は別の問題・ランディングです。
segments は小数でもよいですか？
いいえ。 支持本数は正の整数（n ≥ 1）でなければなりません。
定滑車を1つ使うと持ち上げるのが楽になりますか？
力は小さくなりません。定滑車1つでは引っ張り力は荷重と同じです。力の向きが変わるだけなので、重さを持ち上げる代わりにロープを下に引けるようになります。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-system-effort \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"load":400,"segments":4}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-system-effort", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"load": 400,
"segments": 4
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-system-effort",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"load": 400,
"segments": 4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-system-effort", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"load":400,"segments":4}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"load":400,"segments":4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/pulley-system-effort", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"load": 400,
"segments": 4
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.pulley_system_effort",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
無料のブラウザツールと有料APIは同じ純粋な同型関数を共有するため、教室デモと自動化パイプラインが同じ数値で食い違うことはありません。
理想的な滑車系の努力の定義
処理は決定的な浮動小数点演算で、乱数シード、壁時計の時刻、ネットワーク呼び出し、モデルドリフトはなく、同じ入力は常に同じ JSON を返します。
送信する内容と返ってくる内容
必須の有限数を load と segments の2フィールドで送ってください。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity、ゼロまたは負のセグメント、非整数のセグメント、負の荷重は invalid_input で失敗し、課金されません。成功時は、清掃済みの load と segments、荷重を n で割った effort と effort_force、理想 IMA も欲しいときの便利さとして n に等しい mechanical_advantage、model が ideal、単位ヒントオブジェクト、method の ideal_block_and_tackle_effort、式文字列 F_e = load / n が返ります。成功した API 呼び出しの料金は公開ベースの $0.002 ／件で、検証失敗は前払い残高を消費しません。
滑車系努力計算機が実際に使われる場面
この能力は純粋な parse エンジンなので、API 料金は成功1件あたり公開ベースの $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。
技術的な質問
滑車系努力計算機の料金は？
ブラウザツールは無料です。API リクエストは成功1回あたり $0.002 の前払い KIT 残高を使い、無効な入力は課金されません。