一般小学生
まとめ
- 力点が支点と作用点の間に位置する「第3種てこ」の構造を持ち、物体を保持・操作する道具。
- てこが水平に静止(平衡状態)するためには、回転させるはたらき(モーメント)の合計が左右で等しいことが必要である。
- 上下方向の力がつり合っていることも静止の条件であり、下向きの重力の合計と支点が押し返す力が相殺されることで成立する。
解説
てこは、支点・力点・作用点の配置によって3つの種類に分類されます。トングは、支点が端にあり、その中間に力を加えることで先端の作用点を動かす「第3種てこ」の代表例です。この構造は、ピンセットや和ばさみと同様です。大きな力を出すことには向きませんが、指先の細かな動きを先端に伝えやすく、精密な作業や衛生的な取り扱いに適しています。
てこが水平に静止するための第一の条件は、支点を中心とした「回転させるはたらき(モーメント)」のつり合いです。モーメントは「力の大きさ × 支点からの距離」で算出されます。例えば、支点から距離6の位置に20gの負荷がある場合、その積は120となります。反対側にもこれと等しいモーメントが発生していれば、てこは回転せずに静止します。
小学生のみなさんへ
トングは、パンやサラダをつかむときに使う便利な道具です。これは理科で習う「てこ」の仕組みを利用しています。てこには、力を入れる「力点」、支えになる「支点」、物が動く「作用点」の3つの場所があります。
トングは、真ん中を指で押して使うので、力点が真ん中にあるのが特徴です。てこが水平に止まるためには、左右の「回そうとする力」が同じになる必要があります。例えば、重さが20gのおもりを、支点から6の距離につるすと、20×6で120という力になります。反対側も同じ120になれば、てこは動きません。
ルラスタコラム
トングはもともと、熱い石炭をつかむために作られたといわれています。今では料理だけでなく、ゴミ拾いや実験など、いろいろな場所で活躍しているんだよ。
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