力のモーメント

一般小学生

まとめ

【定義】 物体をある点を中心に回転させようとする能力の大きさで、力×距離で求められる。

まとめ

力のモーメント(M)は、力(F)と回転軸から力の作用線までの垂直な距離(l)の積(M = Fl)で定義される。単位はニュートンメートル(N・m)である。

解説

力のモーメントは、物体を回転させる効果の大きさを表す量である。回転の軸から力の作用線までの垂直な距離を「腕の長さ」と呼び、この距離が長いほど、または加える力が大きいほど、物体を回転させる能力は大きくなる。スパナでボルトを回す際、持ち手の端を握る方が小さな力で回せるのは、腕の長さを最大化して力のモーメントを大きくしているためである。反対に、力が回転軸を直接通る場合、距離が0となるため物体は回転しない。剛体のつり合いを考える上では、反時計回りを正、時計回りを負とするなど、回転の向きを考慮したモーメントの和が0になることが重要となる。

小学生のみなさんへ

ドアをあけるとき、取っ手が回転するところ(ヒンジ)から遠くについているのはなぜでしょう?それは、回転の中心から遠い場所を押すほうが、小さな力でかんたんに回せるからです。このように、物を回転させようとする力の強さを「力のモーメント」と呼びます。シーソーやハサミなども、この仕組みを使って動いています。

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