【小6理科／力学】にんじんを半分にする方法を考えよう｜中学受験のツボ［理科編］

国語｜算数｜社会

目の前に「1本のにんじん」があるとします。

これを、同じ重さのふたつのにんじんに分けるとすると、どのようにすれば良いでしょうか？

まず思いつくのが、にんじんを1ヵ所で吊るし、「つり合ったところで切る」という方法かと思います。

しかし実は、これでは「重さ」で見たときに二等分にはできていません。

なぜ、これだと二等分にならないのでしょうか？

今回はその理由と、「重さ」で見たときに二等分にする方法を考えていきます。

重いのはどっち？

にんじんを図のように吊るし、つり合ったところで切ったとします。

このとき左側（A）と右側（B）の重さをはかると、太いBのほうが重くなります。

つり合っているのだから、左右で重さは等しくなるように思えますよね。しかし実際には違うということです。

実は、吊るすことでつり合うのは重さではありません。

吊るした点を「支点」としたとき、左右の回そうとする力（モーメント）がつり合っている、ということを意味しています。

つまり、つり合っているのは左右の「回転させる力」なのです。

この力は「力×支点からの距離」で決まるため、「回転させる力」が左右でつり合っていても重さが同じとは限らないのですね。

この図を見ると、太いBのほうが支点までの距離が短いですよね。

すると「力×支点からの距離」の「回転させる力」で考えると、つり合うためには力が大きくなる必要があります。

そのためBのほうが重くなる位置を支点にすると、つり合うことになるのです。

このような理由から、支点の位置で切ってもBのほうが重くなります。

ですからこの方法では、にんじんは二等分できません。

にんじんを二等分するには？

にんじんを重さで二等分するには、さまざまな方法が考えられます。

中学入試で問われるのは、この図のように左右を吊るし、平行にしたときの重さで考える方法です。