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スイカで学ぶ
力の合成。



答えは(3)じゃ。
なぜか、わかるかな。

(なぞ)をとくためには、「力の合成」という科学の法則が必要になる。
図はスイカの重さ(A)を支えるために、先生と弟がどれだけ力を出したらよいかを示したものじゃ。F1は先生が、F2は弟が必要とする力を表しておる。


まっすぐ上にひっぱるのではなく、それぞれが違う方向に引っ()ると、かかる力が違ってくる。それを、誰もが簡単(かんたん)にえがける図で()き明かしたのが、「力の合成」の法則じゃ。
図をよく見てごらん。図形が得意(とくい)な子なら、気づいたのではないかな。あ、い、う、えを頂点(ちょうてん)とする平行四辺形ができておるじゃろうが。
つまり、スイカの重さをそれぞれ別の方向に引っ張る力で支えるためには、スイカの重さを対角線(たいかくせん)にもち、F1とF2を(となり)り合う2辺とする平行四角形(あ、い、う、え)をノートや方眼紙(ほうがんし)の上にかいて、それぞれの長さを求めればよいのじゃ。簡単(かんたん)じゃろうが。

さて、「力の合成」の法則に従って、方眼紙の上に(1)、(2)、(3)のケースを作図したのがこれじゃ。方眼紙は1マス=1キログラムで書いておる。定規(じょうぎ)をあてて計ってみよう。


(1)の場合:

5マスを一辺とする正三角形ができておるのがわかるかな。
つまり、60度の角度でひっぱると、先生も弟も同じ5キログラムで持ち上げないといけない。これでは、一人で持っておるのと同じじゃのう。

(2)の場合:

4キログラムちょっとですむ。

(3)の場合:

二人で真上に引っ張っておるのじゃから、先生と弟はそれぞれ2.5キログラムの力を分担(ぶんたん)すればよい。これはらくじゃ。

スイカや重たい買物袋(かいものぶくろ)を二人で持つためにはどうしたらよいか、わかったじゃろ。
買物袋のひもを、お互いに引っ張り合っていては重たいだけじゃぞ!


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