学習目安 | 小: S | 中: A | 高: S

右まわり

一般小学生

まとめ

  • 時計の針と同じ方向に回転しようとする向きのこと。
  • 理科の「てこ」において、支点を中心に物体を時計回りに回転させようとする力の能率(モーメント)を指す。
  • てこが水平につり合うための条件を構成する要素の一つ。

解説

てこの原理において、物体を回転させる力の大きさを「モーメント」と呼び、「支点からの距離 × 重さ(力)」の積で表されます。てこが水平静止してつり合っている状態では、支点を中心とした「右まわりのモーメント」の総和と「左まわりのモーメント」の総和が必ず等しくなっています。

また、剛体の静力学的なつり合いを考える上では、回転のバランスだけでなく、上下方向の力のバランスも重要です。おもりや棒自体の重さといった「下向きの力」の合計は、支点やばねばかりが支える「上向きの力」の合計と一致します。この二つの条件が揃うことで、てこは回転も移動もせず安定した状態を保ちます。

コラム

棒に太さがある場合、棒自体の重さも考慮しなければなりません。密度が均一な「太さが一様な棒」であれば、その幾何学的な中心に「重心」が存在し、棒の全重量がその一点にかかっているものとしてモーメントを計算します。

太さが一様でない棒の場合は、重心の位置が中心からずれるため、あらかじめ重心の位置を特定した上で計算を行う必要があります。演習問題では、未知の重さや距離を求める際に、この重心にかかる重力を見落とさないことが正答へのポイントとなります。

小学生のみなさんへ

てこの学習で出てくる「右まわり」とは、時計の針が進むのと同じ方向に回転しようとする動きのことです。てこを水平につり合わせるためには、この「右まわりの力」と、反対の「左まわりの力」を同じにする必要があります。

力の大きさは、「支点してんからのきょり × おもりの重さ」で決まります。これを「モーメント」と呼びます。例えば、支点してんから右に20cmのところに50gのおもりを下げると、右まわりの力は1000(20×50)になります。これをつり合わせるには、左側にも同じ1000の力を作らなければなりません。

また、棒そのものに重さがあるときは、棒の真ん中にある「重心じゅうしん」という場所に、棒全体の重さがかかっていると考えて計算します。このように、左右の回転のバランスと、上下の力のバランスの両方を考えることが大切です。

ルラスタコラム

おしゃれなインテリアとして知られる「モビール」は、この右まわりと左まわりの力を計算して作られています。いくつものパーツが複雑につながっていますが、どの棒も絶妙なバランスでつり合っているため、わずかな風でもゆらゆらと美しく動くことができるのです。

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