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てこの原理

basicj-08

力

おもりが載っているシーソーを押して、てこの原理について学ぶ。

解説Explanation

てこは、小さな力で重い物を動かす道具です。てこは、支点(てこが回転する中心)、力点(力を加える位置)、作用点(物体が動く位置)の3つからできています。てこが成り立つための法則を「てこの原理」と呼びます。

てこを使うと、人がてこに加えた仕事量(力×距離)と、てこが物体に加えた仕事量が常に同じになります。このため、重い物を持ち上げるような大きな力が必要なときは、支点と作用点の距離を短くし、支点と力点の距離を長くすると、より少ない力で持ち上げることができるのです。

てこの原理

深堀りDeep dive

古代ギリシャの数学者・物理学者であるアルキメデスはてこを研究し、「我に支点を与えよ。されば地球をも動かさん。」と語ったことで有名です。実際にアルキメデスはてこの原理を応用して、飛ばす距離を自在に調整できる投石機(武器の一種)を開発しローマ軍との戦いに役立てたと言われています。

てこの原理はどんな道具に使われているでしょうか?たとえばはさみは、手で持つ部分が力点、留め具の部分が支点、刃と紙が接触する部分が作用点です。分厚い紙を切るとき、紙をはさみの奥まで入れて切ろうとすることがあると思います。これは、支点と作用点の距離を短くすることで、より少ない力で切ることができるからです。それでは、箸の場合はどうでしょう。箸を支える人差し指の側面が支点、箸を動かす親指が力点、物を掴む箸の先が作用点です。釘を引き抜くバールや、六角ボルトを回すスパナなど、大きな力が必要な工作の道具にはてこの原理が多用されています。

キーワード

  • # 仕事
  • # 作用点
  • # 力点
  • # 支点

参考・引用

  • アルキメデスの驚異の発想法数学と軍事 インターナショナル新書(2001)
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