力には様々なはたらきがあります。これまで物体を移動させるはたらきを中心に見てきましたが、力には物体をグルグルと回転させるようなはたらきもありますよね

力が物体を回転させるはたらき を、物理では 力のモーメント と言います。力のモーメントがどのように計算できるのかを今回は学習しましょう。

下の図を見てください。

クマちゃんがてこを使って、左側にある物体を動かそうとしています。てこは支点で支えられており、クマちゃんが時計回りの方向に力を入れると、物体は支点を中心として時計回りに回転するように動きますよね。

このときのクマちゃんの力のような 回転させる能力 のことを 力のモーメント と言います。

力のモーメントを考えるうえで大切なことは、物体が回転するときに動かない場所、 回転軸O を決めることです。図の場合、てこの支点が 回転軸O となります。クマちゃんが物体を動かしたとき、回転軸Oを中心にして物体は回転をしますね。

では、力のモーメントはどのように計算できるのでしょうか。回転軸Oから、力を加える位置までの距離を うでの長さ と呼び、図においてrとおきます。また棒に対して 力Fが垂直 に加えられているとします。

このとき、回転させる能力つまり 力のモーメント は、この うでの長さrと力Fに比例 します

つまり、 うでの長さ×力=rF[Nm] によって、力のモーメントは求められるのですね。力のモーメントの単位は長さが[m]、力が[N]であることから、 [N・m] となります。