太さが一様

一般小学生

まとめ

【定義】
物体(主に棒)の断面積がどの部分においても一定であり、密度が均一に分布している状態を指す。理科の「てこ」の計算においては、棒の重心がその幾何学的な中心(真ん中)に位置することを意味する。

まとめ

太さが一様な棒の重心は、必ず棒の長さのちょうど半分(中央)の点にある。てこのつり合いを計算する際、棒自体の重さは、この中央の点から下向きにかかる力として扱う。

解説

てこの原理において、水平につり合うためには2つの条件が必要である。第一に、支点を中心とした「左まわりのモーメント(力×支点からの距離)」と「右まわりのモーメント」の総和が等しくなることである。第二に、鉛直方向の力のつり合いとして、上向きの力(ばねばかりや支点が支える力)の合計と、下向きの力(おもりの重さと棒自体の重さ)の合計が一致することである。
「太さが一様な棒」という条件がある場合、棒自体の重さを無視できない問題では、棒の全重量が棒の中点(重心)にかかっていると仮定してモーメントを計算する。例えば、長さ1m、重さ40gの太さが一様な棒であれば、端から50cmの地点に40gの重力が働いているものとして立式を行う。このように、物体の形状から重心の位置を特定することは、剛体の静力学における基本となる。

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