第2種のてこ

一般小学生

まとめ

【定義】
支点・作用点・力点の三要素のうち、作用点が支点と力点の間(中央付近)に位置するてこの分類のこと。力学的な有利さを得られる構造であり、入力した力よりも大きな力を出力することができる。

まとめ

第2種のてこは、支点から力点までの腕の長さが、支点から作用点までの腕の長さよりも常に長くなるため、小さな力で大きな荷重を扱う道具に広く応用されている。

解説

てこの原理は「支点からの距離 × 加える力」で表される力のモーメントのつり合いに基づいている。第2種のてこでは、支点から作用点までの距離よりも、支点から力点までの距離が必ず大きくなる。このため、逆比の関係から、力点に加える力は作用点にかかる負荷よりも小さくて済む。この原理を利用した代表的な道具には、栓抜き、手押し車、穴あけパンチ、ペーパーカッターなどがある。これらは大きな力を必要とする作業において非常に効率的である。計算問題においては、棒の自重を考慮する場合、棒の重心(一様な棒であれば中心)に全ての重さがかかっているものとして、支点まわりのモーメントのつり合い式を立てる必要がある。なお、支点が中央にあるものを第1種、力点が中央にあるものを第3種と呼び、目的に応じて使い分けられている。

小学生のみなさんへ

第2種のてこは、「支点・作用点・力点」の順番でならんでいるてこのことです。このてこの一番のとくちょうは、重いものを「小さな力」で動かせることです。たとえば、びんのふたをあける「栓抜き(せんぬき)」や、重いものを運ぶ「手押し車」がこのなかまです。力を入れる場所(力点)が、支点から一番遠くにあるので、力が伝わりやすくなっています。身の回りにある道具が、支点・作用点・力点のどの順番にならんでいるか探してみましょう!

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