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今月のおもしろ実験教室 「てこの性質」

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今回の実験では、天秤を作り、てこの性質や重心について調べました。

まず、中学入試によく出てくる力のモーメント(物体を回転させる力)の法則について学びました。
左右の重さは違うのに天秤が吊り合う場合があることを確認し、
「 重りの数 × 支点からの距離 = 力のモーメント 」
の公式にあてはめて力のモーメントを計算します。

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時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントが等しいときに、天秤はどちらにも傾くことなく吊り合うことがわかりました。
また、身近なところで応用できる力のモーメントの例として、重い段ボール箱の持ち方の違いを体感してみました。

同じ荷物でも、楽に運べる持ち方とそうでない持ち方があるのです。

次に、物の重心について学びました。
三角形の厚紙を1本の糸でバランス良く吊るせるポイント(重心)を探し、その重心を通る線で2つに切り分けます。
2つに分かれた厚紙のどちらが重いか予想してもらったところ、皆さん「どちらも同じ重さ」と思っていたようです。
実際には面積の広い方が重くなりました。
バランス良く吊り合うのは力のモーメントが等しいからであって、必ずしも重さが等しくなるわけではないのですね。

その他、椅子に座った状態でおでこを押さえられると立ち上がれなくなることを体験してもらいました。
立ち上がるためには身体の重心を移動しなければならないことを学びました。

次回は「衝突とエネルギー」。
中学入試にも頻出の物理法則を調べるとともに、ガウス加速器という驚きの装置を作ります。

(濵田)