梃子が節約しているのは空間でしょうか

質問

梃子では小さい力を加えている側の動きは大きいので動かされている側に比べて速く動いていることになります。すると梃子の働きで節約されているのは移動する空間が小さいことから空間が節約されたことになるのでしょうか。

回答No.2

ht1914 · ベストアンサー

何か利点がなければ梃子を使うことはないでしょうね。

小さい力ですむというところが利点です。その分たくさん動かなければいけません。でもこれが欠点であるとは限りません。
人は出すことの出来る力に限りがあります。一度にエネルギーをたくさん使う作業もつらいです。でも時間をかけて、体内からのエネルギー補給の範囲内で、作業をするのは難しいことではありません。小さな力ですむのであれば移動距離が大きくなってもいいのです。
移動距離が大きいというのは動作を拡大できると言うことです。途中の微調整がやりやすくなります。作業空間を大きくできますから力を加えやすくなります。指先でツマンでしか力を加えることが出来ないのと手のひら全部を使って作業が出来るのとどちらが楽でしょうか。ドライバー（ねじ回し）は径が太くなると力が小さくなるということしか普通言われません。でも長さも大きくすることでにぎりやすくなります。手のひら全体で力を加えることが出来るようになります。鋏でも大きな鋏はたくさんの指が作業に入ってきます。支点の両側での長さの比率は変わりません。力点と作用点の比が１：１でもいいのです。指の数が増えると大きな力が出せることになります。握りやすいように幅も変わってきます。手のひらの中で握って使うホッチキスについての質問が以前ありました。力では得をしていないように思うという疑問でした。握って力を加えることが出来るので大きな力が出せるのです。親指と人差し指だけでは操作できません。

エネルギーで得をしなければどちらでも同じというのではありません。

さらに言うと物体に生じたエネルギー変化が同じであっても人の使ったエネルギーが同じであるということではありません。
ある程度以上の大きさの力を出す、またはある程度以上の仕事率で仕事をするという場合、人の体内のエネルギー効率が悪くなるということが起こるようです。傾斜のきつい坂を汗をかきながら登るのと少し緩い目の坂を汗をかかずに登るのと高度差が同じであってもエネルギー消費が違っている可能性があります。楽だと感じるというのはこういう場合の内部のエネルギー消費についての目安になる感覚なのではないでしょうか。

お礼

深い洞察に基づいたご懇切な説明をいただきありがとうございました。人間工学などとも関係のあることであることをあらためて認識させていただきました。道具の握りの部分の形には特に興味を持っているので大変参考になりました。

回答No.1

sanori

節約も、その逆もありません。

加える力　×　動いた距離　＝　仕事（エネルギー）

同じ仕事をするのに必要な、力と距離の積は同じです。
一方が大きくなれば、もう片方がそれに反比例して減る、ということです。

お礼

御教示ありがとうございます。節約ということばが良くなかったのかもしれません。自然現象で梃子の原理で起こるものというのがあまりないのではないかと思いまして人間が考える事なので楽をしようというような意味で節約と書きました。