一般小学生
まとめ
- 安定
- 物体が外部からの力を受けても平衡状態を維持し、倒れたり転倒したりしにくい性質
解説
物理学における物体の安定性は、重心の位置と支持基底面の関係によって決定されます。支持基底面とは、物体が地面と接触している部分を囲む範囲のことです。重心から下ろした垂線がこの支持基底面の内側にある限り、物体は自立し続けます。
物体を傾けた際、重心が支点に対して内側にあれば、重力によって元の位置に戻ろうとする回転力（復元力）が働きます。しかし、傾きが大きくなり重心が支点の外側へ出ると、物体をさらに倒そうとする回転力が発生し、転倒に至ります。安定性を高めるためには、重心を低くすること、および支持基底面を広くすることが物理的な基本原則となります。
| 平衡の種類 | 状態の説明 | わずかに動かした時の挙動 |
|---|---|---|
| 安定平衡 | 重心が最も低い位置にある | 元の位置に戻ろうとする |
| 不安定平衡 | 重心が最も高い位置にある | さらに離れて倒れようとする |
| 中立平衡 | 重心の高さが変化しない | 動かした先でそのまま静止する |
小学生のみなさんへ
「あんてい」とは、物がたおれにくく、どっしりと構えている状態のことです。物がたおれないようにするには、2つの大切なポイントがあります。1つ目は、物の重さの中心である「重心」を低くすること。2つ目は、地面についている面積を広くすることです。
たとえば、足を閉じて立っているときよりも、足を大きく広げて立っているときの方が、横からおされてもたおれにくいですよね。これは、地面をささえる面積が広くなって、体が「あんてい」したからです。おもちゃの「やじろべえ」がゆらゆらしてもたおれないのは、重りのついたうでを長くのばして、重さの中心をわざと低い場所に作っているからなのです。
ルラスタコラム
おきあがりこぼしが、たおしてもすぐに起き上がるのは、底の部分に重いおもりが入っていて、重心がとても低くなっているからです。どんなに転がしても、重い部分が下に来ようとする力を利用しているんだよ。
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