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※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.247>
資料 てこと輪軸は同じしくみ
てこを使うと,小さい力で大きい力をおよぼすことができます。これは,てこを下図のようにして使うとき,次の関係がなりたつからです。
力点にかける力の大きさ × 力点と支点の距離 = 作用点に生じる力の大きさ × 作用点と支点の距離
たとえば,力点と支点の距離:作用点と支点の距離=4:1であれば,力点にかける力:作用点に生じる力=1:4になり,4分の1の力でものを動かすことができます。また,力が4分の1になったかわりに,動かす距離が4倍になるため,ものを持ち上げるときの仕事の原理はなりたっています。
輪軸は,大小の輪が組み合わさった道具です。大きい輪に力を加えて回すと,小さい輪に大きな力が生じます。このはたらきによって,ドアノブ,ドライバー,車のハンドルなどは,中心の軸を力強く回すときに,手で加える力を小さくてすむようにしています。
下図のように,輪軸の場合も,力点,支点,作用点を考えると,てこの場合とまったく同じ原理がはたらいています。また,滑車やてこと同じように,ものを持ち上げるときの仕事の原理はなりたっています。