やってみなくちゃわからない!ホソノ

これまでの大科学実験

実験21「救出!てこ大作戦」

てこの原理を使うと、小さな力で重たい物を持ち上げられる。そこで、20mの巨大なてこを特別に製作。重量7トン以上のトレーラーを、たった一人の力で持ち上げられるだろうか。

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※番組の配信は2014年3月31日をもって終了しました

コラム今回の実験 「救出!てこ大作戦」

 今回のテーマは「てこ」です。

 番組では「支点(してん)」だけが出てきましたが、てこを考えるときの便利(べんり)な言葉として、もう2つ、「力点(りきてん)」と「作用点(さようてん)」という言葉があります。実験レンジャーが押したてこの端(はし)が力点、ベンチやトレーラーの下に差し込んだてこのもう一方の端が作用点になります。

 番組でも紹介(しょうかい)していましたが、てこの力は、「支点から力点までの距離(きょり)」(番組で赤く示されたところ)と「支点から作用点までの距離(きょり)」(青く示されたところ)の比率(ひりつ)で決まります。支点から力点までが長ければ長いほど、小さな力で大きなものを動かすことが可能(かのう)になります。ただし、その代わりに、作用点を少し動かすために、力点は大きく動かす必要(ひつよう)があります。

 てこの原理を体感(たいかん)するには公園(こうえん)にあるシーソーが一番です。体重が同じくらいのお友達といっしょに試して下さい。お友達に同じ位置(いち)にすわってもらったまま、自分はすわる場所を変えてみましょう。支点に近づけば近づくほど、自分の側を下げるのが難しくなることを実感(じっかん)できるはずです。

 みなさんが理科の授業などでてこの問題をとくとき、たいていは「てことなる棒(ぼう)の重さは無視(むし)してもよい」となっているはずです。実際には棒の重さも入れないと、てこでどのくらいの重さまで持ち上げられるかを計算することはできません。ただ、支点からの距離によって、棒の重さによる影響(えいきょう)も変わってしまいます。この計算はかなり複雑(ふくざつ)でめんどうなものになります。

 大実験では、撮影の前に予備実験(よびじっけん)をしています。そのとき、鉄の棒が予想以上にたわむので、補強(ほきょう)をしたそうです。本番では、この補強した重みのせいで、トレーラーを持ち上げられる棒の長さが変わってしまったのだとか。あれだけ大がかりになると「棒の重さは無視してもよい」というわけにはいかないのですね!

 下記のサイトに制作ウラ話をのせています。こちらもぜひどうぞ!

詫摩雅子/元 日経サイエンス編集部
日経サイエンスブログ

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