学習目安 | 小: S | 中: A | 高: S

支点

一般小学生

まとめ

支点
てこや回転運動において、回転の軸として固定されている不動の点

解説

てこの原理において、支点は回転の軸となる不動の点です。物体が静止する「つり合い」の状態を考える際、支点を中心とした「力のモーメント(力の大きさ×支点からの距離)」の合計が左右で等しくなる必要があります。

また、回転のつり合いだけでなく、上下方向の力のつり合いも重要です。静止状態では、支点には下向きにかかる全荷重(すべてのおもりの重さと棒自体の重さの合計)を支えるための上向きの力が働いています。この力は、支点をばねばかりで吊るした場合の目盛りとして測定されます。てこはその形状や支点の位置によって、以下の3つの種類に分類されます。

てこの種類 中央にくる点 具体例
第1種てこ 支点 はさみ、シーソー、釘抜き
第2種てこ 作用点 栓抜き、手押し車
第3種てこ 力点 ピンセット、箸
コラム

支点の概念はふり子の運動や輪軸にも適用されます。ふり子では糸を固定している点が支点となり、支点からおもりの重心までの距離が周期を決定します。途中に釘がある場合、実質的な支点が移動するため、振れ幅や周期が変化します。例えば、周期2秒のふり子の途中に釘を打ち、後半が周期1.4秒の動きになった場合、全体の周期はその平均(1.7秒)として計算します。

また、輪軸も回転軸の中心を支点としたてこの一種です。半径の比を利用して、小さな力で大きな重りを持ち上げることができます。さらに、太さが一様でない棒の場合、重心の位置が中心からずれるため、支点にかかる力を計算する際には重心の位置を正確に特定することが不可欠です。

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、ぼうを支えて動かない場所のことを「支点してん」といいます。シーソーでいうと、真ん中にある動かない部分が支点です。

支点は、力を入れる場所(力点)や、物が動く場所(作用点)とセットで働きます。はさみやピンセットなど、身の回りの道具も、この支点がどこにあるかによって使い心地が変わる工夫がされています。

てこがつり合っているとき、支点には上向きの力がかかっています。これは、ぼうにぶら下げたおもりの重さと、ぼう自身の重さをすべて合わせた分だけの力です。支点を指で支えてみると、その重さを感じることができますよ。

ルラスタコラム

実は、私たちの体の中にも「てこ」が隠れています。例えば、ひじを曲げて荷物を持つとき、ひじの関節が「支点」の役割をしているんですよ。体はたくさんの支点を使って、効率よく動けるようになっているのです。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 てこの原理において、回転の軸となる不動の点を何というか。
支点
【応用】 てこが水平につり合って静止しているとき、支点を上向きに支える力の大きさは、何と等しくなるか。
左右に吊るしたすべてのおもりの重さと、てこの棒自体の重さを合計した値。
【実践】 太さが一様でない棒を用いててこのつり合いを考える際、棒自体の重さを考慮するために特定しなければならない点はどこか。
棒の重心(棒の重さがすべてかかっているとみなせる点)。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

まだ閲覧履歴がありません