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回すはたらき

一般小学生

まとめ

回すはたらき
物体をある点を中心に回転させようとする力の作用の大きさであり、力の大きさ支点からの距離の積で表される物理量
  • 力の大きさが同じでも、支点からの距離が長いほど回転させる力は強くなる
  • 力のモーメント」とも呼ばれ、てこ輪軸の原理を理解する上で不可欠な概念である
  • 物体が静止して回転しないとき、右回りと左回りの「回すはたらき」の合計は等しくなっている

解説

「回すはたらき」は、物体を回転させる能力を数値化したものです。この大きさは「力の大きさ × 支点からの距離」という式で計算されます。例えば、重い石を動かす際、長い棒を使って支点から遠い位置を押すと、小さな力で大きな「回すはたらき」を生み出すことができます。これを「てこの原理」と呼びます。

計算においては、回転の軸(支点)を基準に考えます。複数の力が働いている場合、それぞれの力が物体を「時計回り(右回り)」に回そうとしているのか、「反時計回り(左回り)」に回そうとしているのかを区別することが重要です。物体が釣り合って動かない状態では、以下の関係が成り立ちます。

項目 左回りの回すはたらき 右回りの回すはたらき
回転の方向 反時計回り 時計回り
計算要素 左側の力 × 支点からの距離 右側の力 × 支点からの距離
つり合いの条件 左回りの合計 = 右回りの合計
コラム

日常生活の中でも「回すはたらき」は至る所で利用されています。ドアの取っ手が丁番(ヒンジ)から最も遠い位置にあるのは、支点からの距離を長くすることで、小さな力でもドアを楽に開けられるようにするためです。また、ボルトを締めるスパナやレンチも、柄が長いものほど大きな回転力を生むことができます。

理科の計算問題では、棒自体の重さを考える必要がある場合があります。均一な棒であればその中心に重さがかかると考えますが、太さが不均一な棒の場合は、逆比を利用して重心の位置を特定するなどの応用が求められます。

小学生のみなさんへ

シーソーやてんびんが、どうしてつり合ったり動いたりするのか不思議に思ったことはありませんか?そのひみつは「回すはたらき」にあります。

「回すはたらき」は、おもりの重さと、中心(支点してん)からの距離きょりをかけ算した数字で決まります。重いおもりでも、中心の近くに置けば回すはたらきは小さくなります。逆に、軽いおもりでも中心から遠いところに置けば、回すはたらきを大きくすることができるのです。

てんびんが水平に止まっているときは、左がわに回そうとする力と、右がわに回そうとする力がちょうど同じ大きさになっています。これを「つり合い」と呼びます。計算を使って、どこにおもりを置けばつり合うかを予想できるようになると、理科がもっと楽しくなりますよ!

ルラスタコラム

自転車のペダルをこぐとき、足で強くおすだけでなく、ペダルがついている棒(クランク)が長いほうが、車輪を回す力が強くなります。でも、あまり長すぎると足が届かなくなってしまうので、ちょうどいい長さで作られているんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 「回すはたらき」を求めるための計算式を答えなさい。
力の大きさ × 支点からの距離
【応用】 ドアを開けるとき、回転の軸(ヒンジ)に近い場所を押すよりも、遠い場所にある取っ手を引くほうが楽に開けられるのはなぜですか。「回すはたらき」という言葉を使って説明しなさい。
支点からの距離が長くなるほど「回すはたらき」が大きくなるため、小さな力でも回転させることができるから
【実践】 支点から左に10cmの地点に20gのおもりを吊るした天秤があります。右に5cmの地点におもりを吊るして水平につり合わせるには、何gのおもりが必要ですか。
40g(左の回すはたらき:20g×10cm=200。右も200にするため、200÷5cm=40gとなる)

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