개념과 작동 원리
회전축 주위에서 힘이 물체를 돌리려는 효과를 돌림힘이라고 합니다. 수직 지레팔은 회전축에서 힘의 작용선까지의 최단 거리입니다.
작은 힘도 긴 지레팔로 작용하면 큰 돌림힘을 만들 수 있습니다. 같은 질량을 매달아도 축에 가까운 쪽과 먼 쪽의 효과는 다릅니다.
관계식과 성립 조건
수직으로 작용하는 힘에서는 τ=Fd이고 추의 힘은 mg입니다. 반대 방향 돌림힘의 부호를 달리해 합이 0인지 확인합니다.
실험은 막대 질량과 축 마찰 등을 생략합니다. 회전 평형과 함께 물체 전체가 움직이지 않으려면 힘의 평형도 성립해야 합니다.
가상 실험에서 읽을 변화
질량이 달라도 질량과 힘팔의 곱이 같으면 평형이에요.
질량 없는 강체 지레와 마찰 없는 받침점이에요. 기울기는 순돌림힘의 방향을 강조한 표시이며 동역학 해가 아니에요. 실제 하중 시험을 따라 하지 말아요.
핵심 관계와 기호
τ = mgd · Στ = τright − τleft
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| τ | 돌림힘 | N·m |
| d | 수직 지레팔 | m |
| F | 작용하는 힘 | N |
예시로 확인하기
평형 조건은 무엇인가요?
양쪽 돌림힘이 같아요 · 질량이 달라도 질량과 힘팔의 곱이 같으면 평형이에요.
자주 헷갈리는 점
- 축에서 먼 점까지의 아무 거리나 지레팔로 쓰는 것이 아니라 힘의 작용선에 수직인 거리를 써야 합니다.