てこの3点

一般小学生

まとめ

  • てこを構成する基本要素である「支点」「力点」「作用点」の3つの総称。
  • 力点に加えた力が支点を軸とした回転運動として作用点に伝わる仕組みを指す。
  • これら3点の相対的な位置関係によって、必要な力の大きさや動かす距離の比率が決定される。

解説

てこには、回転の軸となる「支点」、力を加える「力点」、物体に力が働く「作用点」の3点があります。これら3点の並び方にはいくつかのパターンが存在し、それによって道具の特性が変化します。

例えば、支点が中央にあるタイプ(第1種てこ)は、はさみ上皿てんびんのように、力の方向を変えたりバランスをとったりするのに適しています。一方、作用点が中央にあるタイプ(第2種てこ)は、せんぬき穴あけパンチのように、支点から力点までの距離を長く取ることで、小さな入力で大きな出力を得ることが可能です。このように、支点・力点・作用点の距離関係は、力の大きさと動かす距離のトレードオフ(仕事の原理)を規定しています。

コラム

物体の運動は慣性作用反作用の法則に基づきますが、てこの単元では、力のつり合いに加えて物体の重さの基準となる「重心」の位置も重要です。重心がどこにあるかによって、てこ全体の安定性が大きく関与するため、複雑な構造を持つ道具の仕組みを理解する際には、3点の位置関係と併せて重心の概念を整理しておくことが推奨されます。

小学生のみなさんへ

てこには、はたらきを考えるときにとても大切な3つのポイントがあります。これを「てこの3点」とよびます。

1つめは「点(してん)」です。これは、ぼうをささえて回転の軸(じく)になるところです。
2つめは「力点(りきてん)」です。これは、手などで力をくわえるところです。
3つめは「作用点(さようてん)」です。これは、力がはたらいて物を動かしたりするところです。

この3つの場所がどこにあるかによって、重い物を小さな力で持ち上げられたり、物を動かす距離きょりを長くしたりすることができます。身の回りにあるハサミやせんぬきも、この3つのポイントをうまく使った道具です。

ルラスタコラム

重いドアを開けるとき、ドアのつけ根(回転する部分)から遠いところを押すと、軽い力で開けられますよね?これもてこの原理です。つけ根が「支点」、押す場所が「力点」、ドア全体が動くのが「作用点」になっているんですよ。

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