てこの三点

一般小学生

まとめ

てこの三点
てこを構成する支点力点作用点の3つの位置のこと
  • 支点は回転の中心、力点は力を加える場所、作用点は力が働く場所を指す
  • これら3点の並び順によって、てこの道具は3つの種類に分類される
  • 支点から力点までの距離を長くすることで、小さな力で大きな作業が可能になる

解説

てこは、棒を利用して小さな力を大きな力に変換したり、動かす距離を変えたりする単純機械の一種です。この仕組みを理解する上で最も重要なのが「てこの三点」です。

1. 支点(してん):棒を支え、回転の軸となる固定された点です。
2. 力点(りきてん):人間が棒に対して外部から力を加える点です。
3. 作用点(さようてん):てこが対象となる物体に対して力を及ぼす点です。

物理学的には、支点を中心とした「力のモーメント(力×距離)」のつり合いで説明されます。支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離よりも長い場合、力点に加える力は作用点で発生する力よりも小さくて済みます。これを「てこの原理」と呼びます。

分類 中央にくる点 主な特徴 具体的な道具
第1種てこ 支点 力の向きが反転する はさみバール釘抜き
第2種てこ 作用点 常に小さな力で動かせる せんぬき、一輪車、くるみ割り
第3種てこ 力点 細かな操作や大きな移動に適す ピンセットトング、釣り竿
コラム

てこの原理を利用する際、小さな力で済む代わりに、力点を動かす距離は作用点が動く距離よりも長くなります。このように、力で得をしても移動距離で損をするため、最終的な仕事量(力×距離)は変わらないという法則を「仕事の原理」といいます。また、私たちの体の中でも、骨をてこの棒、関節を支点、筋肉の付着部を力点として、効率的に体を動かす仕組みが備わっています。

小学生のみなさんへ

てこには、とても大切な3つの場所があります。それを「てこの三点」と呼びます。

1. 支点してん:ぼうをささえる中心になる場所です。
2. 力点りきてん:手で力をおしたり、引いたりする場所です。
3. 作用点さようてん:荷物を持ち上げたり、物を切ったりする、力がはたらく場所です。

この3つの場所がどこにあるかによって、道具の使い心地が変わります。たとえば、はさみは真ん中に支点してんがありますが、ピンセットは真ん中に力点りきてんがあります。身の回りにある道具が、どのようにてこの仕組みを使っているか、ぜひさがしてみてください。

ルラスタコラム

実は、みんなの腕もてこの仕組みで動いています。ひじの関節が「支点」、筋肉が力を出すところが「力点」、荷物を持つ手が「作用点」になっているんですよ。体の中に道具と同じ仕組みがあるなんて、おどろきですね。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 てこを構成する3つの重要な点をすべて答えなさい。
支点、力点、作用点
【応用】 せんぬきや一輪車のように、作用点が真ん中にあるてこの特徴を、「力」という言葉を使って説明しなさい。
作用点が真ん中にあるてこ(第2種てこ)は、支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離よりも必ず長くなるため、常に小さな力で重いものを動かすことができるという特徴があります。
【実践】 ピンセットは、大きな力を出すことには向きませんが、どのような作業に適していますか。理由とともに答えなさい。
ピンセットは指先の細かな動きを作用点に伝えることができるため、精密な作業に適しています。これは力点が支点の近くにあることで、作用点を大きく、あるいは繊細に動かせるという第3種てこの性質を利用しているためです。

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