物を回そうとする力の働きを『力のモーメント』といいます。てこや消火器のレバー操作にも関わる、回転の基礎を学びます。
麦倉 ふわり
ふぇぇ〜、重たいドアでも取っ手のところを押すと軽く開くのは、なんでですかぁ？
緑川 カナ 先生
それがまさに力のモーメントのはたらきなの、ふわりちゃん。
回転させる力の効果は、力の大きさと、支点から力までの距離の積で決まるのよ。
栗原 せな
補足すると、力のモーメント=力の大きさ×支点から作用線までの距離、です。
距離が長いほど、小さな力で大きく回せます。
麦倉 ふわり
だから蝶番から遠い端っこを押すと軽いんですねぇ。
えへへ、なっとくですぅ。
黒崎 サニー
要は、てこの原理と同じってこと？
シーソーで軽い子が遠くに座ると、重い子と釣り合うやつ！
緑川 カナ 先生
まさにそれ。てこも左回りと右回りのモーメントのつり合いで説明できるのよ。
支点をはさんで力×距離が左右で等しければ、てこはつり合うの。
栗原 せな
つまり、左側の力×距離と右側の力×距離が等しいとき、物体は回転せずつり合う、という理解で合っていますか？
緑川 カナ 先生
合っているわ。
だからシーソーでは、体重が軽い人ほど支点から遠くに座るとつり合うのよ。
黒崎 サニー
なるほど、距離を稼げば力の弱さをカバーできるんだね。
バールで釘を抜くのも同じ理屈じゃん！
麦倉 ふわり
ふわり、モーメントちょっと分かった気がしますぅ。
えへへ。
確認クイズ
てこで支点から左に2mの位置に10Nの力が下向きにはたらく。支点から右に4mの位置に何Nの力を下向きに加えるとつり合うか。
- 2.5 N
- 5 N
- 10 N
- 20 N
こたえを見る
正解: 2. 5 N
正解は2。つり合いの条件は左右のモーメントが等しいこと。10N×2m=20N・m、右側はF×4m=20より、F=5Nです。
