つり合いの条件
アルキメデスは『平面の釣り合いについて』で、重さはその大きさに反比例する距離でつり合うこと、すなわち F₁d₁ = F₂d₂ を証明しました。「私に立つ場所を与えよ、そうすれば地球を動かしてみせよう」という言葉は彼のものとされています。機械的倍率は d₁/d₂ で、力で得をした分は距離で損をするため、仕事は変わりません。
てこの種類
- 第1種てこ：支点が中央（シーソー、はさみ、くぎ抜き付きハンマー）。環椎の上で頭をうなずかせる動き。
- 第2種てこ：作用点が中央（栓抜き、一輪車）。つま先立ち。常に力で得をする。
- 第3種てこ：力点が中央（ピンセット、箸）。肘を曲げる上腕二頭筋。より大きな力が必要だが、速さと可動域で得をする。
バイオメカニクス
筋骨格系の大部分は第3種てことして働き、力と引き換えに速く大きな動きを得ています。荷物を体の近くで持つと作用点までの距離が短くなり、腰への負担が減ります。
参考文献
- Heath, T. L. (Ed.). (1897). The Works of Archimedes. Cambridge University Press.
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2018). Fundamentals of Physics (11th ed.). Wiley.
- Hall, S. J. (2019). Basic Biomechanics (8th ed.). McGraw-Hill.