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【理科;テコの原理】てこを使った道具

色々な身近な道具に使われるテコ。具体的にはどんな道具があるのかを、3つの種類別に集めてみました。てこは身の回りにたくさん存在するので、自由研究のテーマとしてもオススメです。

更新日: 2019年01月20日

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kaerukuleleさん

◆てこ(梃子)とは??

棒を使って、小さい力で重いものを動かすしくみ

力点に力をかけ、支点を中心として、てこを回転させる。その結果、作用点が重量物を動かす。これが、てこの原理だ。

3点の位置関係によって、てこの性能が左右される

◆てこは3種類

支点と力点、作用点(図上表記:荷重点)の位置関係で分類できる

【第一のてこ】を使った道具

支点と作用点のあいだを短く 支点と力点のあいだを長くすると、小さい力で大きな力がでます。

支点からの座る位置を子どもは長く、大人は短くする事で、子どもでも大人を持ち上げることができます。

支点がいっしょになっている、2つのてこの組み合わせ。力点と支点との距離は決まっているので、なるべく支点の近くに物をはさむようにすると大きな力がでる。

まっすぐな長いえのはしに力をかけると、釘が楽に抜ける。支点−力点距離が広がり、作用点に大きな力がでるため。

支点:環椎後頭関節、作用点:頭部の重心線からの垂線を延長した部分、力点:後頭骨の筋付着部

【第二のてこ】を使った道具

荷重点が支点と力点との間にある形のてこ。

※荷重点=作用点

作用点が支点に近いほど、力点が支点から遠いほど てこの出す力は大きくなります。

第一のてこと同じです。

出典ameblo.jp

支点と作用点がとても近い事が観察できる。

オールの先が水中に止まっていて、支点のはたらきをしている。オールの手もとをひくと、止め輪のところ(作用点)に大きな力が出て、ボートを押し進める。

支点:中足指節間関節部、作用点:足関節前方の身体重心線の通過点、力点:アキレス腱付着部
※第2のてこは身体運動の中ではあまり活用されていない。

【第三のてこ】を使った道具

力点が支点と荷重点の間にある形。

※荷重点=作用点

そのかわり、力点の小さな動きを作用点の大きな動きにかえるはたらきをします。

小物(ピンセット、毛抜き)やパン(トング)、糸(日本ばさみ)など、作用点では力が減ることを利用して繊細な作業ができる道具。

支点:顎関節(赤)力点:筋肉(黄)作用点:歯(青)
※わずか数ミリの筋肉の収縮で、数センチ口が開閉する。
力の効率はとても悪いが、壊れにくく、繊細な動作が可能な構造。

支点:肘関節、作用点:前腕の重心点、力点:上腕二頭筋
※身体運動では第3のてこが活用されていることが多い。

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