「てこ」・「滑車」って何?

大きな石を動かす時に、みなさんはどうしますか?

 

たとえば、小さな石と長いじょうぶな棒を使うと、重い石を動かすことができるでしょう。このような道具をてこといいます。てこでは、長い棒を使うほど重い物をらくに動かすことができます。これは、棒を支えている点(支点)から力を加える点(力点)までの距離が長いほど物をらくに動かすことができるからです。

 

ところで、てこではどうして小さな力で重い物を動かすことができるのでしょうか。棒の両はしにおもりを下げて、てこのつりあいから考えてみましょう。

 

棒が水平になってつりあっているのは、支点の左右で棒を傾けようとするはたらきが等しいからです。棒を傾けようとするはたらきは(力の大きさ×支点からの距離)であらわされます。

 

てこの他にも、小さな力で大きな力を出すことができる道具がいくつかあります。その一つが滑車です。滑車には定滑車と動滑車があります。定滑車は力の向きを変えるだけですが、動滑車を使うと力の大きさを変えることができます。

 

それでは、どうして動滑車を使うと、小さな力で大きな力を出すことができるのでしょう。

 

例えば、滑車を使って10kgの荷物を二人で持ち上げたとします。滑車の重さがないとすると、一人が引き上げる力は、5kgですむのです。

 

てこや滑車は、小さな力で重い物を動かそうと、昔の人が考えた道具です。今から4000年以上昔、エジプトにあるピラミッドを造るときにも、大きな石を運ぶのにてこが使われていたそうです。

 

てこや滑車などの道具を使うと、小さな力で重たい物を持ち上げることができましたが、小さな力ですむほど、物を持ち上げるために手でロープを引く距離などが長くなってしまいます。

 

自動車のハンドルも、大きいほどらくに動かすことができます。それはてこと同じで、中心(支点)からの距離が遠くなるからです。でも、大きいハンドルほどいいとは限りません。なぜなら、てこや滑車でロープを引く距離が長くなるのと同じように、その分たくさん回さなければならないということになるからです。

 

山に登るときにも、急な坂道とゆるやかな坂道とでは、ゆるやかな坂道の方がらくに登れますね。でもゆるやかな道を登ると、それだけ長い距離を歩かなけれぱなりません。急な坂道を登るのは大変ですが、距離は短くてすみます。

 

みなさんは、どちらを選びますか?

 

 



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