下向きの力

一般小学生

まとめ

【定義】
物体そのものの重量や、吊り下げたおもりによって重力方向(地面の方向)へ働く力。

まとめ

棒を水平に支える際、上向きの力の合計は下向きの力の合計(棒の重さと荷重の和)と一致する。支点が重心に近いほど、その支点にかかる力は大きくなる。

解説

物体にかかる力のつり合いにおいて、鉛直下向きに働く力とそれを支える上向きの力の関係は重要である。太さが一様な棒を2つのばねばかりで吊るす場合、力は左右均等にかかるが、太さが一様でない棒では重心に近い方のばかりに大きな値が示される。例えば、棒の右端に20gのおもりを吊るし、中央をばねばかりで支えて水平になったとき、ばかりが70gを示していれば、下向きの力の合計(棒の重さ+20g)が上向きの力(70g)と等しくなるため、棒の重さは50gであると計算できる。この原理は、介護現場で車椅子の方を介助する際に重心を近づけて負担を減らす工夫など、実生活の様々な場面で応用されている。

小学生のみなさんへ

物やおもりが地面のほうへおそうとする力のことを「下向きの力」といいます。ぼうを水平にささえるとき、上へ持ち上げる力は、ぼうとおもりの重さを合わせた分だけ必要になります。ぼうの重たいところ(重心)に近い場所をささえるほど、手に伝わる力は大きくなります。

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