移動距離の比 | ルラスタディ (Lura Study)

一般小学生

てこを例に挙げると、支点から力を加える点（力点）までの距離と、支点から重りを持ち上げる点（作用点）までの距離の比が、そのまま移動距離の比に対応します。例えば、力点までの距離が作用点までの距離の2倍であれば、力点を20cm押し下げたとき、作用点は10cm持ち上がります。

この関係は「仕事の原理」に基づいています。道具を使っても、必要なエネルギー（仕事量）を減らすことはできません。少ない力で重いものを持ち上げようとすると、その分だけ長い距離を動かす必要が生じます。この「得をした力の分だけ、損をする距離」の関係を数値化したものが移動距離の比です。

コラム

てこの計算問題を解く際には、以下の4つの手順を意識するとミスを防げます。まず、図の中に力の向きを矢印で書き込みます。次に、回転の中心となる「支点」を明確にします。そして、支点を中心に右回りに回そうとする力と左回りに回そうとする力を分け、最後に「力×支点からの距離」が等しくなるように式を立てます。

日常生活では、ハサミや釘抜きなどがこの原理を利用しています。持ち手（力点）を大きく動かすことで、刃先や先端（作用点）に強い力を伝えているのです。移動距離の比を意識することで、道具の仕組みを論理的に理解できるようになります。

小学生のみなさんへ

てこを使って重いものを持ち上げるとき、自分が手で押した長さと、荷物が上がった長さの割合わりあいのことを「移動距離いどうきょりの比」といいます。

たとえば、ぼうの支点してんから遠いところをグーッと長く押し下げると、反対側にある重い荷物を少しだけ持ち上げることができます。力は少なくてすみますが、その分、手はたくさん動かさなければなりません。このように、道具を使うと「力」と「動かす長さ」は、たがいに補おぎない合っているのです。

ルラスタコラム

大きな岩を動かすとき、長い棒を使うと楽に持ち上がります。これは、手が動く距離きょりを長くすることで、岩を持ち上げる力を強くしているからです。昔のギリシャの学者は「地球を動かせるくらいの長い棒と、それを支える場所があれば、地球だって持ち上げてみせる！」と言ったそうですよ。

【基礎】てこにおいて、支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離の3倍であるとき、作用点を10cm動かすためには力点を何cm動かす必要がありますか。

30cm（移動距離の比は支点からの距離の比に等しいため、10cm × 3 = 30cmとなります）

【応用】道具を使って小さな力で重いものを動かすとき、移動距離はどうなりますか。また、その理由を「仕事の原理」という言葉を使って説明してください。

移動距離は長くなります。理由は、道具を使っても仕事の量（力×距離）は変わらないという「仕事の原理」があるため、力が小さくなった分、距離を長くしなければならないからです。

【実践】てこの計算問題を解く際、ミスを減らすために推奨される「4つの手順」を簡潔に答えてください。

1.力を矢印で書く、2.支点を決める、3.回転方向（右回り・左回り）を分ける、4.式を立てる。

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