개념과 작동 원리
움직도르래를 여러 줄이 지지하면 물체 무게를 각 줄의 장력이 나누어 받습니다. 이상적인 한 줄 안에서는 장력이 같다고 근사합니다.
지지하는 줄 구간이 많으면 같은 높이 올릴 때 각 구간의 길이가 함께 줄어야 합니다. 그래서 손으로 당기는 총거리가 늘어납니다.
관계식과 성립 조건
수직 지지 구간이 n개인 이상 모형에서 F=mg/n이고 h=s/n입니다. 따라서 손이 한 일 Fs는 물체의 위치에너지 증가 mgh와 같습니다.
실제 도르래에는 축 마찰, 줄과 도르래의 질량이 있어 입력 일이 더 필요합니다. 단순한 도르래 개수와 실제 지지 줄 구간 수도 구분합니다.
가상 실험에서 읽을 변화
지지 줄 수만큼 힘은 줄고 당길 거리는 늘어요.
줄과 도르래의 질량·마찰·늘어남을 무시해요. 줄 길이는 이동량 관계를 설명하도록 축척을 조절해요. 실제 하중 시험을 따라 하지 말아요.
핵심 관계와 기호
F = mg/n · h = s/n · Fs = mgh
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| n | 하중을 지지하는 줄 구간 수 | 개 |
| s, h | 당긴 줄 길이·상승 높이 | m |
예시로 확인하기
이상 도르래에서 보존되는 것은?
입력 일과 위치 에너지예요 · 지지 줄 수만큼 힘은 줄고 당길 거리는 늘어요.
자주 헷갈리는 점
- 도르래를 더 달았다는 이유만으로 매번 같은 비율의 힘 이득이 생기는 것은 아닙니다.