一般小学生
まとめ
解説
輪軸（りんじく）は、中心軸を共有する大小2つの円筒を組み合わせた装置であり、回転する「てこ」の一種と見なすことができます。輪軸がつり合って静止している状態では、中心軸まわりの「力のモーメント（力×半径）」の合計が左右で等しくなっています。具体的には、小さい方の円筒（軸）の半径をr、大きい方の円筒（輪）の半径をRとし、それぞれにかかる力をf、Fとすると、f × r = F × R という等式が成立します。
例えば、半径4cmの軸と半径6cmの輪がある場合、軸に3の力をかけ、輪に2の力をかけると、どちらも積が12（4×3および6×2）となり、回転が止まってつり合います。このように、半径の大きな輪の方に力を加えることで、小さな入力で大きな出力を得ることが可能になります。
小学生のみなさんへ
「輪軸」というのは、大きさのちがう2つの円を組み合わせた道具のことです。井戸で水をくみ上げるときや、ドアノブを回すときなどに使われています。この道具が左右でピタッと止まって動かない状態を「つり合い」と呼びます。
つり合いのルールは、「力（おもさ）×半径（中心からのきょり）」が左右で同じになることです。たとえば、半径が4センチの小さな円と、半径が6センチの大きな円があるとします。小さな円に3キロの力をかけ、大きな円に2キロの力をかけると、どちらも「4×3＝12」「6×2＝12」となって、ちょうどつり合います。
大きな円の方を回すと、小さな力で重いものを持ち上げることができます。ただし、力は少なくて済みますが、その分だけ長い距離を引っぱらなければなりません。道具を使っても、必要なエネルギーの合計は変わらないという「仕事の原理」という大切な決まりがあるからです。
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