てこの原理とは？支点・力点・作用点の見分け方と計算公式を徹底解説

てこの原理とは？支点・力点・作用点の見分け方と計算公式を徹底解説について専門的な視点から解説いたします。専門家の見解をご覧ください。

身の回りにあるてこを利用した道具は、支点・力点・作用点の並び順によって「第1種てこ」「第2種てこ」「第3種てこ」の3タイプに分類されます。テストや受験で差がつくポイントであり、道具の設計思想を読み解く鍵でもあります。

1. 第1種てこ（支点が中央）：バランスと反転の王道

【並び順：力点 ― 支点 ― 作用点】
支点が力点と作用点の間にあるタイプです。力を加える向きと反対の向きに作用点が動きます（下へ押すと上が持ち上がる）。代表例はシーソー、ハサミ、釘抜き（バール）、ペンチなどです。ハサミは2本の第1種てこを支点（ネジ部分）で交差させた構造になっています。

2. 第2種てこ（作用点が中央）：強い力を生み出すパワー型

【並び順：支点 ― 作用点 ― 力点】
支点が端にあり、反対側の端にある力点を動かすことで、中央にある作用点に強大な力を加えるタイプです。作用点が支点に近いため、常に「支点〜力点の距離 ＞ 支点〜作用点の距離」となり、必ず小さな力で重いものを動かせます。代表例は栓抜き、爪切り、くるみ割り器、手押し一輪車、大型ペーパーカッターです。栓抜きの場合、王冠のフチに引っ掛ける天面が支点、王冠の下に引っ掛ける部分が作用点、手で握る柄が力点になります。

3. 第3種てこ（力点が中央）：精密な操作とスピード重視型

【並び順：支点 ― 力点 ― 作用点】
支点が端にあり、中央の力点に力を加え、反対側の先端にある作用点を動かすタイプです。「支点〜力点の距離 ＜ 支点〜作用点の距離」となるため、加える力は対象物の重さよりも大きくなり、力の上では損をします。しかし、手元のわずかな動きで先端を大きく、素早く、繊細にコントロールできるメリットがあります。代表例はピンセット、和鋏（糸切りバサミ）、トング、箸、釣竿、そして人間の腕（肘が支点、上腕二頭筋の付着部が力点、手が作用点）です。

種類位置関係（並び順）力学的メリット身近な具体例第1種てこ力点 ― 支点 ― 作用点力の向きを反転できる。距離の比率次第で力を小さくも大きくもできる。シーソー、ハサミ、ペンチ、釘抜き、バール第2種てこ支点 ― 作用点 ― 力点常に小さな力で大きな力を発揮できる（パワー最大化）。栓抜き、爪切り、くるみ割り器、一輪車（ネコ車）第3種てこ支点 ― 力点 ― 作用点力は多く必要だが、先端の移動距離と速度、繊細な操作性を稼げる。ピンセット、トング、箸、釣竿、人間の前腕部