一般小学生
まとめ
【定義】
輪軸を構成する複数の同心円状の輪のうち、相対的に半径が小さい方の輪を指す。
まとめ
輪軸における回転のつり合いは、中心を支点、各輪の半径を腕の長さとするてこの原理に基づき、「力×半径」の等式によって決定される。小輪は半径が短いため、同一の回転トルクを得るには大輪よりも大きな力を要する。
解説
輪軸は、半径の異なる複数の円輪が同一の回転軸に固定された装置である。この装置の回転のつり合いは、てこの原理を応用して考えることができる。中心軸を支点とすると、それぞれの輪の半径がてこの腕の長さに相当し、「力(重さ)×半径」が等しいときにつり合いが保たれる。例えば、半径6cmの大輪に40gのおもりを吊るした場合、半径3cmの小輪側をばねばかりで引いてつり合わせるには、40×6÷3=80gの力を要する。また、半径6cmの輪と半径4cmの輪を組み合わせた場合、4cmの小輪に60gのおもりを吊るすと、6cmの輪側では40gの力でつり合う(60×4=40×6)。この原理はドライバー、自転車のペダル、ドアノブなど、日常生活の多くの道具に応用されている。
小学生のみなさんへ
「輪軸(りんじく)」という、大きさのちがう円が重なった道具があります。その中で、半径が小さい方の円を「小輪(しょうりん)」といいます。小輪は中心からのきょりが短いため、重いものを動かすには大きな力が必要ですが、動かすきょりは短くてすみます。ねじ回し(ドライバー)やドアノブ、自転車のペダルなどは、この仕組みを使って、力を大きくしたり動かす長さを変えたりしています。理科のテストでは「重さ×半径」が左右で同じになるとつり合う、というルールを覚えておきましょう。
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