一般小学生
まとめ
- 張力
- ひもや糸などの線状の物体が、その両端に接する物体を引っ張る力の大きさ
- 糸がピンと張っているときに、物体を引く向きに働く力である
- 質量を無視できる理想的な糸では、糸のどの地点でも力の大きさは等しくなる
- 糸がたるんでいる状態では、張力の大きさは0として扱う
解説
張力は、物体が糸によって引かれる際に生じる接触力の一種です。物理学では通常、記号「T」を用いて表され、単位はニュートン（N）が用いられます。物体が静止しているときは力のつりあいの式、運動しているときは運動方程式（ma = F）を立てることでその大きさを求めます。
特に滑車や輪軸を組み合わせた複雑な装置においても、一本のつながった糸であれば、その内部のどこでも張力は等しいという性質が計算の鍵となります。例えば、半径の異なる円盤を組み合わせた輪軸では、それぞれの地点にかかる張力と回転軸からの距離の積である「力のモーメント」を考えることで、装置全体のつりあいを解析します。
| 比較項目 | 張力（Tension） | 垂直抗力（Normal Force） |
|---|---|---|
| 力の向き | 物体を引く向き（糸に沿った方向） | 面に垂直に押し返す向き |
| 発生条件 | 糸やひもがピンと張っているとき | 物体が他の面に接しているとき |
| 力の性質 | 引き離そうとする力に抵抗する | めり込もうとする力に抵抗する |
小学生のみなさんへ
糸やひもをピンと引っぱったときに、糸が物を引っぱる力のことを「張力」といいます。たとえば、つりざおで魚を釣るときや、犬のリードを持って散歩をするとき、糸やリードにはこの力がはたらいています。
糸がゆるんでダランとしているときは、この力は「0」になります。糸がピンとはっているときだけ、物は引っぱられるということを覚えておきましょう。
理科の実験で使う「滑車」や、重いものを持ち上げる「輪軸」という道具でも、この張力がとても大切な役割をはたしています。糸がどこでつながっているかを見つけるのが、計算のコツですよ。
ルラスタコラム
クモの巣が強い風にふかれてもなかなか破れないのは、たくさんの糸がうまく張力を分け合っているからです。一本一本の糸にかかる力を分散させることで、全体として大きな力にたえられるようになっているんですね。
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