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3分でわかる!中学理科の「仕事の原理」とは何かわかりやすく解説

月縄
月縄
おっす!パンダの妖精・月縄だ!
今日は、中学理科の「仕事の原理」について解説していくぞ。
この話を知っていれば、日常生活がちょっと楽しくなるかもしれないぞ!

中学理科で学ぶ「仕事の原理」とはなに?

「仕事の原理」とは、一体何のことだと思う?

「仕事の原理」とはズバリ、

どんな道具を使っても、物体を持ち上げたりするときの仕事の大きさは変わらない

っていう考え方なんだ!

 

たとえば、「てこ(レバー)」を使う場合を考えてみよう。

重たい石をそのまま持ち上げるのは大変だけど、棒と支点を使えば軽い力で持ち上げられるよな。

でも、そのかわりに棒の端を大きく動かさなきゃいけない。

仕事の原理 中学理科

つまり、

  • 力を小さくすると、動かす距離が大きくなる
  • 力を大きくすると、動かす距離が小さくなる

ってわけさ。

このように、力と距離のバランスを変えても、全体の「仕事の大きさ」は同じというのが「仕事の原理」なんだ!

「仕事の原理」が使われている身近な例

この考え方、「仕事の原理」はいろんなところで使われているぞ!

例えば、ドアノブやドライバーみたいな身の回りの道具にも応用されているんだ。

 

ドアノブやドライバーがこのような仕組みになっているのには、ちゃんとした理由があるんだ。

どちらも「小さい力で大きな仕事をする」ために、力を加える距離を長くとっているんだよ。

ドアノブの場合

ドアノブは円の形をしているよね。

手でノブを回すとき、実は「円の半径の長さ」ぶんだけ力を加える距離が長くなっているんだ。

つまり、ノブの半径が大きいほど、同じ力でもドアの内部機構をより強く回せる。

仕事の原理 中学理科

これが「回転のてこ」のような働きをしているんだ。

つまり、半径を大きくして、必要な力を小さくしているぞ!

 

ドライバーの場合

ドライバーも同じ考え方だ。

持ち手の部分(グリップ)は太くなっているよね?

それは、太いほど回す半径が大きくなり、同じ力でもネジを強く締められるからなんだ。

グリップを太くして、少ない力でネジを回せるようにしているな。

仕事の原理 中学理科

つまり、どちらの道具も「仕事の原理」をうまく利用して、

力を小さく、距離を大きく

というバランスで作業を楽にしているわけさ!

 

月縄
月縄
身の回りにある道具は、実はみんな「仕事の原理」を使っているんだ。
この理科を知っていると、日常生活がもっと楽しくなるはずだぞ!
妖精

ここまで読んでくれてありがとう!おつかれさまでした。

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