支点からの距離

一般小学生

まとめ

支点からの距離
てこの支点から、おもりを吊るした位置やバネばかりで引く位置までの水平な長さのこと

解説

物理学において、物体を回転させようとする力の働きを「力のモーメント」と呼びます。このモーメントの大きさは、加えた力の大きさと支点からの距離の積(力 × 距離)で算出されます。てこが水平に静止して釣り合っている状態では、支点の左側のモーメントと右側のモーメントが等しくなっています。

計算においては、支点にかかる合計の力を考慮することも重要です。支点には、棒の自重おもりの重さの総和が加わります。また、不均一な棒の重心を求める際には、重さと距離の逆比を利用して、モーメントが釣り合う位置を特定する手法が頻出します。

比較項目 支点からの距離が短い 支点からの距離が長い
必要な力の大きさ きくなる 小さくなる
回転させる力(モーメント) 小さくなりやすい 大きくなりやすい
動かす距離(ストローク) 短くて済む 長く動かす必要がある
コラム

実生活における「支点からの距離」の応用例としては、ドアの取っ手やレンチが挙げられます。ドアの取っ手がヒンジ(支点)から最も遠い位置にあるのは、小さな力で大きな回転力を生み出すためです。また、計算問題では「力の作用線に対して支点から下ろした垂線の長さ」を距離として扱う必要があるため、力が斜めにかかっている場合は三角比を用いた補正が必要になる点に注意しましょう。

小学生のみなさんへ

てこの棒(ぼう)で、棒をささえている「支点(してん)」から、おもりをぶら下げた場所や手で押す場所までの横の長さのことだよ。この長さが長ければ長いほど、重いものを小さな力でかんたんに持ち上げることができるようになるんだ。理科の実験でてこを使うときは、この距離を正確にはかることがとても大切だよ。

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