一般小学生
まとめ
【定義】
時計の針と同じ方向に回転しようとする向きのことである。理科の「てこ」の計算においては、支点を中心として物体を時計回りに回転させようとする力の能率(モーメント)を指す。
まとめ
てこが水平につり合うためには、支点を中心とした「右まわりのモーメント」と「左まわりのモーメント」の総和が等しくなる必要がある。同時に、鉛直方向において上向きの力の合計と下向きの力の合計が一致することが条件となる。
解説
てこの原理において、物体を回転させる力は「支点からの距離×重さ(力)」で表され、これをモーメントと呼ぶ。例えば、左端に支点がある水平な棒において、支点から20cmの位置に50gのおもりを吊るした場合、これをつり合わせるために100cm離れた右端をばねばかりで支えるには、10gの力が必要となる(50g×20cm = 10g×100cm)。
また、棒に太さがある場合、棒自体の重さも考慮しなければならない。断面積や密度が均一な「太さが一様な棒」であれば、その幾何学的な中心に「重心」が存在し、棒の全重量がその一点にかかっているものとして計算を行う。このように、力のモーメントの平衡と、上下方向の力の平衡(支点が支える上向きの力=おもりや棒の重さの合計)の二点を確認することが、剛体の静力学における基本である。応用例としては、複数の飾りを絶妙なバランスで吊るすモビールなどが挙げられる。
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