第2種てこ計算機
車輪から0.4 mに200 Nの荷物を載せ、1.2 mの持ち手で持ち上げる一輪車には66.6666666667 Nの力が必要で、機械的倍率は3です。荷重と2つの腕の長さを入れると、釣り合う力が分かります。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 荷重
- 200
- 力の腕
- 1.2
- 荷重の腕
- 0.4
- 力点にかかる力
- 66.6666666667
- 機械的倍力
- 3
- てこの種類
- second
- 精度
- 10
この第2種てこ計算機は、荷重が支点と力点の間にあるとき、荷重を釣り合わせるのに必要な力を求めます。一輪車、栓抜き、多くのドアクローザに見られる古典的な配置です。荷重の大きさ、力点の腕(支点から押す・引く点までの距離)、荷重点の腕(支点から荷重までの距離)を入力します。支点まわりの理想的なモーメントのつり合いから、力は荷重×荷重点の腕÷力点の腕となり、理想的な機械的利得はその腕の比です。力点の腕が0の場合、つり合い式が0除算になるため拒否されます。エンジンは完全に決定的な算術で、通信・サンプリング・日付依存の近道はありません。宿題・実験準備・設計確認にはブラウザで無料でお使いいただけます。
第2種てこと応答の内容
入門の静力学では、てこは固定支点のまわりを回転する剛体の棒です。てこは棒に沿った支点・荷重・力点の並びで分類されます。第2種てこは荷重を支点と力点の間に置きます。
支点は一端、荷重はスパン上のどこか、力は自由端に加えます。日常例には一輪車(車輪が支点、荷物が荷重、ハンドルが力点)、栓の下でこじる栓抜き、ヒンジと握りの間にナッツが荷重となるナッツクラッカーがあります。支点まわりの正味モーメントが0のとき、てこは釣り合い、荷重×荷重点の腕=力×力点の腕です。
力について解くと、力=荷重×荷重点の腕÷力点の腕になります。荷重0は有効で、腕が有限かつ非ゼロなら力は0になります。梁のたわみの数値積分も摩擦のモンテカルロサンプリングもありません。
拒否されるケースには、欠落した腕や荷重、非有限値、文書化された上限を超える大きさ、0または数値的に0の力点の腕が含まれます。つり合い式が力点の腕で割るためです。
活用例
一輪車と宿題の確認
ワークシート採点や実験測定との比較の前に、腕の長さと荷物の荷重からハンドルのつり合い力を計算します。
決定的なテストフィクスチャ
第2種てこに関するユニットテスト、機構デモ、CIアサーション向けに、再現可能な力と機械的利得の値を生成します。
チュータリングと教育ソフトウェア
クラス2の機械の対話レッスン向けに、ユーザー入力の腕と荷重を力に正規化します。
よくある質問
力点の腕が0の場合はどうなりますか?
力点の腕0はつり合い式で0除算になるため、無意味な結果を返す代わりにタスクが失敗します。
第2種てことは第1種てことどう違いますか?
第2種では荷重が支点と力点の間(一輪車)にあります。第1種では支点が荷重と力点の間(シーソー)にあります。モーメントつり合いの式の形は同じですが、幾何と典型的なMAが異なります。
このツールは摩擦や棒の重さをモデル化しますか?
いいえ。 棒に垂直な力を持つ理想的な剛体の第2種てこをモデル化します。摩擦・梁の重さ・たわみは範囲外です。それらが重要なときは専用ツールや完全な静力学モデルを使ってください。
第2種てこの機械的倍率が1を超えやすいのはなぜですか?
力点が端にあるため、力点の腕は棒全体に及び、荷重はそれより支点の近くにあるからです。そのため、小さな力で大きな荷重と釣り合わせることができます。
身近な第2種てこにはどんな例がありますか?
一輪車、栓抜き、くるみ割りが代表的です。一輪車なら車輪が支点、荷物が荷重、持ち手が力点で、荷重は支点と力点の間にあります。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/lever-second-class \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"load":200,"effort_arm":1.2,"load_arm":0.4}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/lever-second-class", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"load": 200,
"effort_arm": 1.2,
"load_arm": 0.4
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/lever-second-class",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"load": 200,
"effort_arm": 1.2,
"load_arm": 0.4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/lever-second-class", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"load":200,"effort_arm":1.2,"load_arm":0.4}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"load":200,"effort_arm":1.2,"load_arm":0.4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/lever-second-class", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"load": 200,
"effort_arm": 1.2,
"load_arm": 0.4
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.lever_second_class",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
CIやチュータリングソフト、浮動小数点の手順を手作業で作ってはならない教育デモで再現可能な第2種てこのフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002のAPIをご利用ください。
第2種てこと応答の内容
力点の腕は支点から手までの全長で、荷重がその間にあると荷重点の腕は短いため、理想的な機械的利得MA=effort_arm/load_armは通常1より大きく、より小さい力でより大きな荷重を支えられます。この計算機は正規化した入力load・effort_arm・load_arm、計算したeffort、理想的なmechanical_advantage、lever_classをsecondとした値、使用したprecision、メソッドタグsecond_class_lever_balance、短い公式のリマインダ、力が荷重と同じ力の単位であるという単位ヒントを返します。エンジンは対応する数値範囲内で閉形式を評価するか、invalid_inputで入力を拒否します。
腕と荷重の読み取りと力の再現性
力点の腕は有限かつ非ゼロでなければなりません。荷重点の腕も同様に有限かつ非ゼロでなければなりません。符号付き軸の規約を使う場合、荷重は正でも負でもよく、積と除算は符号を保ちます。有限小数として解析できるとき、数値文字列の先頭のプラスや科学的記数法は許可されます。埋め込みスペースや非数値トークンは拒否されます。荷重の力の推奨フィールドはloadで、別名はL、force_load、resistance、W、weightです。力点の腕の推奨フィールドはeffort_armですが、effortArm、ea、d_e、de、effort_distanceも受け入れるため、表計算・クエリ文字列・型付きフォームが同じ契約を再利用できます。荷重点の腕の推奨フィールドはload_armで、別名はloadArm、la、d_l、dl、load_distance、resistance_armです。0またはほぼ0の値はinvalid_inputで失敗し、フィールド名と、第2種てこのつり合い式が力点の腕0では未定義である旨を示すメッセージが出るため、誤ったセルが黙って無意味な結果になることはありません。このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせれば、第2種てこの公式を自ら再実装せずに、自動化パイプライン内で同一の数学的結果を得られます。
学習・設計・ソフトウェアでの第2種てこのつり合いの位置づけ
学生は教科書が第1・第2・第3種の機械を対比するとき、実験が積載した一輪車のハンドル力を求めるとき、競技問題が腕の長さと荷重を与えて微積分なしに力を求めるときに第2種てこに出会います。教員は単位を黙って切り替えたり質量と力を混同したりする不透明な電卓アプリに頼らず、控えめな腕と荷重の値で解答キーを事前生成できます。開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、単純な機構デモ用の決定的なテストベクトルを埋め、フリーボディ図の前にユーザー入力の支点幾何を正規化し、手書きのスケッチではなく一輪車の力を要求するプログラミング課題を満たします。一次の設計チェックは、安全係数・摩擦・多リンク機構をモデル化する前に、幾何と設計荷重だけが分かっているとき、力=荷重×荷重点の腕÷力点の腕を使います。製品・教育ツールは、学習者が2本の腕と荷重を入力し、UIがクラス2の幾何についてつり合いの力と理想的な機械的利得を示す必要があるときにendpointを使います。このページでは作業はすべてブラウザ内で行われます。APIでは成功した照会ごとに$0.002がかかり、検証失敗は課金されず、応答後に何も保存されません。無料の対話的探索と価格のついた同一APIという分割はKITのtier-Aカタログの他項目と一致し、数学的結果を変えずに教室デモから自動化パイプラインへ移れます。関連する静力学が必要なら重量力や摩擦力のヘルパーと、無料で決定的な物理計算機の小さな研究室を作るなら他の数学endpointと組み合わせてください。
技術的な質問
第2種てこ計算機の料金は?
このページではブラウザで無料です。APIでは成功したリクエストが$0.002、無効な入力は課金されません。
第2種てこにはどの公式を使いますか?
支点まわりのモーメントつり合い: effort × effort_arm = load × load_arm、したがって effort = (load × load_arm) / effort_arm。理想的な機械的利得は MA = effort_arm / load_arm。荷重は支点と力点の間にあります。