はさみ

はさみ

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

理科物理てこ支点・力点・作用点

解説

てこの原理において、回転の軸となる「支点」、力を加える「力点」、物体に力が働く「作用点」の3要素の配置は、道具の特性を決定づける重要な要素です。はさみは、指をかける力点に力を加えると、中央のネジ部分である支点を中心に回転運動が生じ、刃の部分である作用点に力が伝わる仕組みとなっています。

物理学的な視点では、支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離に対して長いほど、小さな入力で大きな出力を得ることができます。このため、裁ちばさみのように大きな力を必要とするものは、持ち手(力点側)が長く設計されることがあります。このように、3点の位置関係を最適化することで、用途に応じた力の制御を行っています。

コラム

はさみと同じ「第1種てこ(支点が中央)」の構造を持つ道具には、釘抜き上皿天秤、シーソーなどがあります。一方で、栓抜きのように作用点が中央にある「第2種てこ」や、ピンセットのように力点が中央にある「第3種てこ」など、目的に応じて異なる配置の道具が存在します。これらを比較することで、てこの原理への理解がより深まります。

小学生のみなさんへ

はさみは、理科で習う「てこ」の仕組みを使った便利な道具です。はさみには、大切な3つのポイントがあります。指で持つところを「力点りきてん」、真ん中のネジの部分を「支点してん」、紙を切る刃のところを「作用点さようてん」と呼びます。

指で力を入れると、ネジを中心に刃が動いて、物を切ることができます。このとき、ネジから指までの距離を長くすると、少しの力で硬いものを切ることができるようになります。身の回りにある道具が、この3つのポイントのどこを使っているか探してみると面白いですよ。

ルラスタコラム

はさみには色々な種類があります。工作用のはさみだけでなく、キッチンで使う料理用のはさみや、庭のえだを切るための大きなはさみもあります。えだを切るはさみは、持ち手がとても長くなっています。これは、てこの仕組みを使って、とても強い力を出せるように工夫されているからなんです。

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