てこ・天秤・バネ

てこ

てこの仕組み3つの点を使って小さな力で重い物を動かすこと

支点てこを支える動かない点

力点てこに力を加える場所

作用点加えた力が働く場所

天秤

天秤のつり合い支点からの距離×重さが、左右同じとき釣り合う

支点<釣り合っている天秤を支えている点

図の場合、左側の15g重りは合わせて30g、
右の重りは3cm×10gで同じく30gとなり釣り合っています。

棒自体に重さがある場合は、棒の中心に棒と同じ重さのおもりがあると考えます。

例1） 長さ12cmの棒の左端に10gの重りをつけ、左から3cmのところで釣ると、棒が水平になりました。棒の重さは何gですか？

答え(クリックで表示)

・左側の重りは3cm×10g＝30gの下向きの力
・棒は中心で重心が取れますから、12cmの半分である6cmの所に棒の重心がきます。
このことから、下のような図にして考え直せば答えがみつかるようになります。

上の図で、棒の重心はつるされた位置から右に3cmの所であるとわかりますから、
・棒の重さ×3cm＝左側の重り30g
棒の重さ＝30g÷3cm
棒の重さ＝10g

答えは10gとわかりますね。

天秤とバネばかり

てこのつり合い釣り合っているてこは、下向きの力と上向きの力が同じになる

この図の場合は、中央に支点があります。

左側の下向きの力は
5cm×10g=50g、
右側の上向きの力となるバネばかりも
5cm×10g=50g
となります。

バネばかりの試験問題が出るときの基本知識ですからおぼえておきましょう。

次に支点が中央にない場合の問題です。よく出題される問題です。棒の重みがないとして考えてみましょう。

例2） 下の図のように釣り合っているとき、バネばかりの重さは何gですか？

解き方(クリックで表示)

支点からの距離×重さが、左右同じとき釣り合う
下向きの力＝上向きの力
↑これを覚えておけば解ける問題です。

バネばかりの重さを問う問題の場合、まず上向きの力と下向きの力を式で表します。

？×50cm上向きの力

10g×50cm下向きの力

下向きの力＝上向きの力より、
？×50cm＝10g×50cm
？×50cm＝50g
？＝50g÷50cm
？＝1
これで、バネばかりが1gを指すことがわかりますね。

例3） 下の図のように釣り合っているとき、バネばかりの重さは何gですか？

解き方(クリックで表示)

このような問題の時は、上向きの力と下向きの力の矢印をかきこんでおくと解きやすくなります。

↓① 5cm×10g＝50g
↓② (5cm＋5cm)×15g＝150g
↑③ 20cm×？

下向きの力＝上向きの力より、↑③＝↓①＋↓②と分かります。
20cm×？＝50g＋150g
20cm×？＝200g
？＝200g÷20cm
？＝10g

これで、バネばかりは10gを指している事がわかります。