一般小学生
まとめ
【定義】
棒を回転させようとする力の強さ(力のモーメント)のことであり、「重さ(荷重)× 支点からの距離」によって算出される物理量である。
まとめ
棒に重さがある場合、棒の重心に全重量がかかっていると見なして計算を行う。支点から左右それぞれの「回転させようとするはたらき」が等しくなるとき、棒は水平につり合う。
解説
棒のつり合いにおいて、棒自体の重さを考慮する場合、その重さはすべて「重心」という一点に作用していると考える。太さが一様な棒であれば重心は幾何学的な中心(長さの半分)に位置するが、太さが一様でない棒(先細りの棒など)では重心は太い方へと偏る。計算例として、長さ100cm、重さ40gの一様な棒(重心は50cm地点)を左端から20cmの支点で支える場合を考える。左端に60gのおもりを吊るすと、左側のはたらきは「60g × 20cm = 1200」となり、右側は重心までの距離を用いて「40g × (50cm – 20cm) = 1200」となる。このとき左右のはたらきが等しいため、棒は水平に保たれる。また、棒の1点をばねばかりで支えて水平にした際、ばねばかりが示す値から棒全体の重さを逆算することも可能である。
小学生のみなさんへ
棒を回そうとする力の強さについて学習しましょう。棒が水平にピタッと止まっているとき、左右の「おもさ×長さ」の計算結果が同じになっています。このとき、棒自身の重さも考えるのがポイントです。棒の重さは、「重心(じゅうしん)」という一箇所に全部集まっていると考えて計算します。太さが同じ棒なら真ん中が重心ですが、先が細い棒などでは太い方に重心がずれます。指一本で物を支えたり、ばねばかりで棒の重さをはかったりして、つり合いのきまりを見つけていきましょう。
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