中学受験理科/物理/てこ

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てこ[編集]

「てこ」の概略(がいりゃく)図。三角形のところが支点に相当する。 :じっさいに、この形だと、支点の上の板がすべってしまうので、実物のてこでは、すべらないように、固定してある。

てこがつりあっている時、「うでの長さ」と「物の重さ」をかけた量が、支点の左右で同じ大きさになっています。 このことを、 てこの原理 と、いいます。

てこの原理を利用すると、小さい力で、重い物を、もちあげることが、できます。

この図で、人間が持ってるところが力点。箱に接触している場所が作用点。
てこの原理における、支点, 力点, 作用点の位置。

てこで、人間が力を加えるために持つところを、 力点 と、いいます。

てこを支えている、回転軸 の、中心の部分を、 支点 と、いいます。

そして、てこによって、持ちあげたい物に、力がくわえられる場所を 作用点という。

左の図で見れば、力 F1 と支点と力点との長さ d1 の、かけあわせの F1×d1 と、力 F2 と支点から作用点の長さ d2 の、かけあわせの F2×d2 との大きさは同じです。 つまり、式で書くと、

F1×d1 = F2×d2

です。

なので、少ない力で、てこで重いものを持ち上げるには、支点と力点の距離を長くすれば、そのぶん、力点に加える力は小さくなります。 また、支点と作用点の長さを短くすれば、そのぶん、作用点に大きな力がくわえられるので、てこで持ち上げやすくなります。


様々なピンセット
ピンセットでの、支点・力点・作用点の位置。

なお、ピンセットに、てこの原理を当てはめて、考えてみると、ピンセットの支点は、はじっこにあります。ピンセットの作用点は、ピンセットの先の、物をつまむ部分です。

なお、力と、支点からの距離を、掛けた量を、モーメントと言います。たとえば力 F1 と支点と力点との長さを d1 とした場合、 F1×d1 はモーメントです。 F2×d2 も、モーメントです。

  • くぎぬき
釘抜(くぎぬ)
釘抜きでの、支点・力点・作用点の位置。

支点・力点・作用点は、かならずしも、一直線上には、あるとは、かぎらない。

身の回りのてこ