【科学クイズ】ん！どれだろう？針金を切るのに適した道具はどれ？
道具にはそれぞれ適した形というものがあります。
次の３つの道具、Aはさみ、Bニッパ、Cラジオペンチ、を使って針金を切ろうとしています。
小さな力でも切ることができる順番にA〜Cを並び替えると、どのようになりますか？次の選択肢ア〜の中から１つ選んでください。
ア A ＞ B ＞ C イ B ＞ C ＞ A
ウ C ＞ A ＞ B エ B ＞ A ＞ C
−−− 答えはこの下！ −−−
昨日は「ダイコンを切ったら、どっちが重くなるのか？」について考えてみました。
大きな反響があったので、今日は今度は身近な道具について考えてみようと思います。
「テコの原理」おぼえていますか？
問題を解く前にテコの原理について見てみましょう。
「てこの原理」については「力のモーメント」とセットで考えるとわかりやすいと思います。
支点から作用点までの距離Bと支点から力点までの距離A、
そしておもりの重さF1と人が押す力F2の関係は、次のように表されます。
F1×A = F2×B
これをテコの原理といいます。
このことから、加える力F1は、棒を使ってAやBの長さを調節することによって、
取り出す力F2を大きくしたり、小さくすることができるということになります。
テコの原理は英語でレバレッジ。レバレッジと聞くと株の空売りを思い出す人も
いるかもしれません。
空売りでは小さなお金で大きなお金を動かして、儲け（または損失）を得ることが
できるので、テコの原理、レバレッジをかけるというような表現をしています。
テコの原理とモーメント
左辺や右辺は、回転軸を支点と見れば、「加える力×腕の長さ」となっており、
等式をみるとこれは「モーメントのつり合い」にほかなりません。
このように小学校で学習する「テコの原理」は、
つまり高校で学習する「モーメントのつり合い」のことと同じことを示しています。
このように理科は小学校〜高校までスパイラル学習となっており、
いろいろなシーンで同じことを別の角度から捉えています。
テコの原理を利用した道具を、私達は日常でよく利用しています。
この問題をとくためのポイントは支点と力点の距離、
支点と作用点の距離にあります。
テコの原理によれば、支点と力点の距離Aはできるだけ大きくして、
また支点と作用点の距離Bはできるだけ小さくすれば良いことがわかります。
ではそれぞれの道具のAやBを見てみましょう。
ハサミ
ニッパ 
ラジオペンチ 
このように比較すると、Aが長くBが短いのは
ニッパ → ラジオペンチ → ハサミ
の順番であることがわかります。よって答えは、イのB，C，Aとなります。
針金は固いので、ハサミではなかなかきることができないですし、
刃がかけるかもしれません（真似しないでください）。
ハサミは紙を切るものです。
ニッパは針金を切るのに適しています。
ラジオペンチは、基板に素子をつけるときなどの細かい作業で活躍します。
つまりテコによる力の大きさの変化はあまり重要な要素ではなく、
ハンドルの幅を大きく、口の動きを小さくなるようにしておくことが大切。
ハンドルを動かした時の大きな変化が、口の小さな繊細で細かい動きに変換されるので、
壊れやすいものをそっと持ち上げたり、小さな作業をすることができるようになります。
道具は適材適所。何を相手にするのかを考えて使っていきたいですね。
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ダイコンをつりあいの位置で切るとどっちが重いのでしょうか？
参考
高校物理復習帳にはその他の科学ネタについても盛り込みました。
科学のネタ帳では「科学クイズ」も今後配信していきます。
よりろしくおねがいいたします。
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