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てこの釣り合い

力のモーメント(力 × 支点からの距離)が左右で等しいとき、てこは釣り合う。

解説

考え方

物体を回転させるはたらきを力のモーメントといい、力の大きさ × 支点から力の作用線までの距離 で表す。左右のモーメントが等しいとき、てこは釣り合う。

左のおもり × 左の距離 = 右のおもり × 右の距離

片側に 2 つ以上のおもりをつるしたときは、それぞれのモーメントの和で考える。たとえば左 m₁d₁ + m₄d₄ と右 m₂d₂ + m₃d₃ が等しいとき、てこは釣り合う。このツールでは、左右どちらにも 2 つ目のおもりをつるせる。

補足

てこを使うと小さな力で大きな力を出せるが、その分だけ動かす距離が長くなり、仕事(力 × 距離)は変わらない(仕事の原理)。

支点・力点・作用点の並び方で 3 種類に分けられる。くぎ抜きは支点がまん中、栓抜きは作用点がまん中、ピンセットは力点がまん中にある。

このツールでは、棒自体の重さは考えていない。

支点の位置も動かせる。おもりは棒の上の同じ場所にとどまり、支点からの距離だけが変わる。支点はおもりを追いこさない範囲で動く。

くぎ抜き 作用点 支点 力点 栓抜き 支点 作用点 力点 ピンセット 支点 力点 作用点
支点・力点・作用点の並び方による 3 種類のてこ。まん中にくる点がそれぞれ違う

参考(Wikipedia)