理科:本当に「分かる」という事⑪ てこその3 支点が支える力

こんにちは。

土曜日のスタッフブログ担当の大場です。

今週は、先週までにひきつづき「てこ」について理解していきましょう!


さて、今回のポイントは「重さ」なのですが、そもそもみなさん「物の重さ」って一体何なのか分かりますか?

何となく感覚としては分かっているのではないかと思いますが、改めて考えてみると「重さ」ってなんなんだろう?

不思議ですよね!

 

物にはそれぞれ重さがあって、重いもの軽いものがあります。

例えば、右手に水のたっぷり入ったバケツを、左手に空のバケツをもったら、右手の方により「ずしっ」と重みを感じるというのは想像がつきますよね。

このように、日常生活の中で、何かと何かを比べて「重い」、「軽い」と感じることはよくあることだと思います。

 

でも、その「重さ」そのものってなんだろう?

 

さっきのバケツの例で言うと、右手の「重い」という感覚って、右手の方がより「下に引っ張られている」感じがしませんか?

重いものを持っている時って、常に下に引っ張られている感じがしますよね。

塾でも、教材のいっぱいつまったリュックを背負って後ろに「おっとっと」、なんて光景をよく見かけます。

 

「重さ」というのはつまり、「下向きに引っ張る力」の事なのです。

「下向きに引っ張る力」が大きければ重く小さければ軽いという訳ですね。

 

では、一体何が物を下に引っ張っているのでしょう?


知っている人もいるかも知れませんね。

みなさんの下にあるもの。そう、地球です。

 

あまり詳しくお話しすると長くなってしまうのでやめておきますが、みなさん「重力」って聞いたことありませんか?

ニュートンの有名なリンゴのエピソードで知っている人も多いと思いますが、地球には「重力」という力がはたらいていて、地球の周りにあるものを地球の中心に向かって引っ張っています。

だから地球上のどの場所であっても、木になったリンゴは地球に引っ張られてまっすぐ地面に落ちるのです。

 

ちなみにみなさんの「重さ」、つまり「体重」も、「みなさんが地球に引っ張られている力の強さ」を表しています。

これも知っている人も多いかもしれませんが、「引っ張る力」=「重力」は星によって違っていて、月の「重力」は地球の約6分の1と、地球よりも小さくなっています。

だから例えば、地球で体重計に乗って60kgだった人が、月に行って同じ体重計に乗ると10kgと表示される訳です。

 

さて、前置きがずいぶん長くなってしまいました。

個人的に地球や宇宙のお話は大好きなのでわくわくしてついあれもこれも、となってしまいます。

ただ、この前提がしっかり頭に入っていれば本題はすぐに分かってしまいます。

「重さ」とは「ものを地球が下向きに引っ張る力」OKですね?

 

では、この間のてこの図をもう一度見てみましょう。


てこのつり合いについては、この2つのポイントを使って考えましたね。

ポイント①

左回りに回転させる力右回りに回転させる力の時につり合う

 

ポイント②

てこを回転させる力はおもりの重さ×支点からおもりまでの距離

 

ではこの時、天井の支点にかかる力は何gでしょう。

(棒の重さは30gとし、糸の重さは考えない事とします。)

 

さっきのお話の通り、重さというのはものを地球が下向きに引っ張る力の事です。

天井がこのてこの棒とおもり2つの重さを支えていないと、これらは下に落っこちてしまいます。

つまり、天井は棒の重さ+おもりの重さという力で支えている訳です


この場合は、

 

30g(棒の重さ)+50(おもりAの重さ)100(右のおもりの重さ)180

 

これが支点にかかる力です。

簡単ですよね。

単純に、下向きにかかる力それを支える力(つまり上向きにかかる力)は同じという事です。

だから棒やおもりが下にも落っこちず、上にふわふわ浮かぶこともなく空中に静止していられるのです。

 

という事でポイント③

上向きの力下向きの力


しっかり理解できましたか?

てこの問題は、色々なパターンの問題が出てきますが、考えのもとになるポイントはこれまでに出てきた3つです。

この3つをしっかり理解しておけばいくらでも応用させる事ができるので、ぜひ覚えておいて下さい!

 

さて、今日のお話の中で、月での重力は地球の6分の1というお話が出てきました。

月で体重を計ると軽く表示されるんでしたよね。

 

実は今、この月での体重を表示してくれる体重計があるそうなんです!

その名も「MOON SCALE」。

宣伝するわけではないのですが、あまり普通の体重計を直視したくない人にはうってつけです。

(中学受験生のみなさんはあまりそういったことはないとは思いますが…。)

月をかたどったデザインも素敵で、通常の体重も表示できるとの事。

私は少し欲しくなってしまいました。

これも理科が身近に感じられていいですよね!


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