6年 理科 てこのはたらき

てこのはたらき ── 小さな力で、大きなものを動かす

大きな石も、棒1本で動かせます。力を増やすしくみを学びます。

てこの3つの点

てこには、3つの重要な点があります。

力点 ↓ ──────────────── △ ● 支点 作用点 支点 … 棒を支える点（動かない） 力点 … 力を加える点 作用点 … ものに力がはたらく点

この3つの位置関係で、力の大きさが決まります。

力が小さくて済む条件 ① 支点から力点までを長くする ② 支点から作用点までを短くする → 手ごたえが軽くなる

実際に試すと、すぐ分かります。

実験 同じ重さのものを持ち上げる 【A】力点が支点から遠い → 軽く感じる 【B】力点が支点から近い → 重く感じる

だから、長い棒を使うほど楽になります。

古代ギリシャの学者アルキメデスは、こう言ったと伝えられます。

「わたしに支点を与えよ。 そうすれば地球をも動かしてみせよう」 → 十分に長い棒があれば どんなものでも動かせる （実際には無理だが、 原理としては正しい）

つり合いのきまり

てこが水平につり合うとき、はっきりした規則があります。

つり合いのきまり 左のうで （おもりの重さ × 支点からの距離） ＝ 右のうで （おもりの重さ × 支点からの距離）

実験用てこで確かめてみましょう。

例1 左：支点から3の位置に20g 右：支点から2の位置に□g 20 × 3 ＝ □ × 2 60 ＝ □ × 2 □ ＝ 30g
例2 左：支点から4の位置に10g 右：支点から□の位置に20g 10 × 4 ＝ 20 × □ 40 ＝ 20 × □ □ ＝ 2

この計算は、算数そのものです。□を使った式で解けます。

そして、この関係には意味があります。

なぜかけ算なのか 重さが2倍なら → 距離を半分に 距離が2倍なら → 重さを半分に → 反比例の関係 → だからかけ算が一定

6年生の算数で学ぶ反比例が、ここで現れています。

複数のおもりがある場合

片方に2つ以上のおもりをつるすこともあります。
そのときは、それぞれを計算して足します。

例：左のうでに
　支点から2の位置に10g
　支点から4の位置に20g

10×2 ＋ 20×4 ＝ 20 ＋ 80 ＝ 100

右のうでも同じ値になればつり合います。
複雑に見えても、1つずつ計算して足すだけです。

3つの型の道具

てこを使った道具は、3つの型に分けられます。

【第1種】支点が真ん中 力点 ── 支点 ── 作用点 例：はさみ、くぎぬき、ペンチ シーソー、天びん → 力を大きくできる → 向きも変えられる
【第2種】作用点が真ん中 力点 ── 作用点 ── 支点 例：せんぬき、空きカン つぶし器 ホチキス、手押し車 → 力を大きくできる → 向きは同じ
【第3種】力点が真ん中 作用点 ── 力点 ── 支点 例：ピンセット、トング、 和ばさみ、釣りざお → 力は小さくなる → でも大きく速く動かせる

第3種は、力の面では損をします。それでも使われるのはなぜでしょうか。

第3種の利点 力点が少し動くと 作用点は大きく動く → 細かい作業ができる → 速く動かせる 例：ピンセットで小さいものをつまむ 釣りざおで遠くへ飛ばす

4年生で学んだ人の腕も、第3種のてこです。

人の腕 支点：ひじ 力点：筋肉がつく場所（ひじの近く） 作用点：手 → 力では損をする → でも速く大きく動ける

力を犠牲にして、速さと動く範囲を得ているのです。目的に応じて、型を選び分けているわけです。

身のまわりのてこ

てこの原理は、想像以上に多くの道具に使われています。

道具支点力点作用点
はさみねじの部分持ち手刃
くぎぬき曲がった部分持ち手くぎをはさむ所
せんぬき先端持ち手ふたをひっかける所
ピンセットつなぎ目指で押す所先端
ドアちょうつがいノブドア全体

ドアもてこです。だから、ノブがちょうつがいの反対側についています。

試してみる ドアのちょうつがいに近い所を押す → 重い ノブの位置（遠い所）を押す → 軽い → 支点から遠いほど楽

はさみにも、用途による設計のちがいがあります。

はさみの種類 紙を切るはさみ → 刃が長い → 一度に長く切れる 枝を切るはさみ → 刃が短く、持ち手が長い → 強い力が出せる → 目的に合わせた設計

道具の形には、すべて理由があるのです。

てんびんとはかり

てこの原理を使った重要な道具がてんびんです。

上皿てんびんのしくみ 支点が真ん中 左右の腕の長さが同じ ↓ つり合ったとき 左右の重さが等しい → 重さを正確に測れる

使い方には、決まりがあります。

上皿てんびんの使い方 ① 水平な台に置く ② 針が中央で止まるか確認 （ずれていたら調整ねじで） ③ 測るものを左に （右利きの場合） ④ 分銅を重いものから順に ⑤ 針が中央で止まればつり合い ※分銅は必ずピンセットで （手でさわるとさびる、汚れる）

重い分銅から試すのがコツです。軽いものから試すと、時間がかかります。

てんびんには、大きな利点があります。

てんびんの利点 ・重力が変わっても正確 （月でも同じ結果になる） ・電気がいらない ・こわれにくい ・原理が単純で信頼できる → 何千年も使われてきた

「公正さ」の象徴として、てんびんの絵がよく使われるのも、この正確さゆえです。

力の得と損

てこを使うと、力は得をします。しかし、ただでは済みません。

てこの原理 力が半分になると ↓ 動かす距離は2倍になる → 力 × 距離 は変わらない

これを仕事の原理といいます（中学で詳しく学びます）。

例 100kgのものを1cm持ち上げる 【直接】 100kgの力 × 1cm 【てこで】 10kgの力 × 10cm → 力は10分の1 → でも10倍動かす必要がある → 全体の「仕事」は同じ

楽になるが、その分たくさん動かす必要があるのです。

これは、他の道具でも同じです。

同じ原理の道具 ・坂道（スロープ） → 力は少ないが距離が長い ・ねじ → 何回も回すが小さい力で ・滑車 → 力は半分、引く長さは2倍 → すべて「力×距離」が一定

自然界には、「うまい話はない」という原則があります。何かを得れば、何かを払う。てこも例外ではありません。

それでも道具が役立つのは、人間にとって力を出すほうが難しいからです。距離を多く動かすほうが楽なのです。

つまずきやすいところ

その1　3つの点を見つけられない

道具のどこが支点か分からない。
動かない場所が支点です。手で力を加える所が力点、ものに触れる所が作用点です。

その2　つり合いの計算をまちがえる

足し算にしてしまう。
重さ × 距離のかけ算です。両方が等しくなればつり合います。

その3　てこで力が「増える」と思う

エネルギーが増えると考える。
力は小さくなりますが、動かす距離は長くなります。全体では得をしていません。

やってみよう

Q1　てこの3つの点を言いましょう。

A　支点・力点・作用点です。支点は動かない場所です。

Q2　小さい力で動かすには、どうすればよいですか。

A　支点から力点までを長く、支点から作用点までを短くします。

Q3　左のうでの3の位置に20gのおもり。右の2の位置には何g?

A　20×3＝60、60÷2＝30gです。

Q4　家にある道具から、てこを使ったものを探してみましょう。

A　はさみ、せんぬき、ピンセット、ドアなど。3つの点がどこかを確かめてみてください。

まとめ

おうちの方へ

てこは、身のまわりの道具の原理を理解できる、実感の持ちやすい単元です。
まず、実際に試してみることをおすすめします。ドアのちょうつがい側と ノブ側を押し比べるだけで、原理が体で分かります。
つり合いの計算は、算数の反比例と同じ構造です。教科をまたいでつながっていることを伝えると、理解が深まります。
家にある道具を分類する活動も面白いです。「これは第何種?」と考えると、道具の設計に目が向きます。
「力が小さくなる分、距離が長くなる」という原理は、中学で学ぶ「仕事」の考え方につながります。「うまい話はない」という自然の法則を知る、良い機会でもあります。