>> >> 理科・科学 >>

てこの釣り合い支点・力点・作用点と力のモーメント

てこは、棒(さお)を1点(支点)で支えて、小さな力で大きな力を生み出したり、ものをつり合わせたりする道具だよ。てこがつり合うかどうかは、「力(おもりの重さ)× 支点からの距離」という量で決まるんだ。この量のことを力のモーメントっていうよ。

支点 3 力点 距離4 2 作用点 距離6 力点側:おもり×距離 = 作用点側:おもり×距離 3 × 4 = 2 × 6 (どちらも 12)
支点を中心に、左右の「おもり×距離」が同じになるとつり合うよ。

① てこの3点(支点・力点・作用点)

てこの3つの点
名前どんな点か
支点てこを支える点(回転の中心)
力点力を加える点
作用点ものに力が働く点

この3点の位置関係しだいで、てこは「小さな力で重いものを動かす」ことができるんだ。

② 力のモーメント(重さ×距離)

支点を中心にものを回そうとする働きをモーメントといって、次の式で表すよ。

モーメント = 力(重さ) × 支点からの距離
例:重さ 3 のおもりを 支点から 4 のところにつるす … 3 × 4 = 12

③ てこがつり合う条件

支点の左右で、モーメントが等しいとき、てこはつり合うんだ。

(左の 重さ×距離)=(右の 重さ×距離)
例:左 3×4 = 12 = 右 2×6 → つり合う

左にいくつもおもりがあるときは、それぞれの「重さ×距離」を足し算した合計同士を比べてみよう。

④ 遠いほど小さな力でつり合う

同じモーメントにするには、支点から遠いところほど小さな重さ(力)ですむんだよ。ぎゃくに、支点に近いところは大きな力が必要になるんだ。これが「てこを使うと小さな力で大きな力を出せる」理由なんだよ。

左 6×2 = 12 を、右で 距離 6 でつり合わせるなら … 重さは 12 ÷ 6 = 2 ですむよ。

⑤ 身近なてこの例

はさみ・くぎぬき・せんぬき・ピンセット・シーソー・天びんなど、身の回りにはたくさんのてこがあるんだ。支点・力点・作用点がどこにあるかを考えてみると、なぜ便利なのかが見えてくるよ。