てこ
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てこがつりあっている時、「うでの長さ」と「物の重さ」をかけた量が、支点の左右で同じ大きさになっています。 このことを、 てこの原理 と、いいます。
てこの原理を利用すると、小さい力で、重い物を、もちあげることが、できます。
てこで、人間が力を加えるために持つところを、 力点 と、いいます。
てこを支えている、回転軸 の、中心の部分を、 支点 と、いいます。
そして、てこによって、持ちあげたい物に、力がくわえられる場所を 作用点という。
左の図で見れば、力 F1 と支点と力点との長さ d1 の、かけあわせの F1×d1 と、力 F2 と支点から作用点の長さ d2 の、かけあわせの F2×d2 との大きさは同じです。 つまり、式で書くと、
- F1×d1 = F2×d2
です。
なので、少ない力で、てこで重いものを持ち上げるには、支点と力点の距離を長くすれば、そのぶん、力点に加える力は小さくなります。 また、支点と作用点の長さを短くすれば、そのぶん、作用点に大きな力がくわえられるので、てこで持ち上げやすくなります。
なお、ピンセットに、てこの原理を当てはめて、考えてみると、ピンセットの支点は、はじっこにあります。ピンセットの作用点は、ピンセットの先の、物をつまむ部分です。
なお、力と、支点からの距離を、掛けた量を、モーメントと言います。たとえば力 F1 と支点と力点との長さを d1 とした場合、 F1×d1 はモーメントです。 F2×d2 も、モーメントです。
- くぎぬき
支点・力点・作用点は、かならずしも、一直線上には、あるとは、かぎらない。
身の回りのてこ