연모 - 도르래

 

 

도저히 더 이상은 못하겠다.
그런데 왜 한 손으로 매달리기가 두 손으로 매달리기 보다 어려운 걸까?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

간단해.
먼저 넌 질량이 있으니까 당연히 아래로 작용하는 힘(무게)이 있지. 네가 철봉에서 떨어지지 않고 매달려 있으려면 네 무게 이상으로 위로 올려 주는 힘이 필요하지.

그런데 한 손으로 매달리면 위로 올리는데 필요한 힘을 한 팔이 다 발휘해야 해. 그래서 한 팔은 코달이 무게에 해당하는 힘을 혼자 부담해야 해. 하지만 두 손으로 매달리면 위로 올리는데 필요한 힘을 두 팔이 나누어 부담하게 되지. 따라서 두 손으로 매달리면 한 팔은 코달의 무게의 반에 해당하는 힘만 부담하면 되지.

 아하!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

같은 원리가 도르래에도 쓰인다는 말씀. 먼저 천장에 고정시킨 도르래의 경우.

위의 도르래로 물체를 올리려면 코달이가 발휘해야 하는 힘은?

 

 

 

 

 

 

 

흠... 물체를 당기는 줄이 하나군. 그렇다면 물체의 무게와 같은 힘을 주어야 겠는 걸.

맞아.

그럼 말이야. 위와 같이 천장에 고정된 도르래를 쓰면 물체의 무게보다 큰 힘을 써야 한다면 그냥 드는 것과 같은 힘이 드는 거잖아. 그렇다면 도르래를 왜 쓰는 거야?

 

 

 

 

 

 

 

 

참, 좋은 지적이야. 물론 두 경우 필요한 힘의 크기는 같아. 그렇지만 아래 그림을 잘 살펴보면 다른 점이 있는 걸.

물체를 직접 들려면 힘을 위로 써야 하고 천장에 고정된 도르래를 사용해 물체를 들려면 힘을 아래로 써야 하네. 아하, 쓰는 힘의 방향이 다르구나. 그래서?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위로 힘을 쓰는 것과 아래로 힘을 쓰는 것은 좀 차이가 있지. 우리는 질량을 갖고 있지. 따라서 우리 몸도 무게가 있지. 이 힘은 아래로 작용해. 예를 들어 물체의 무게가 코달이의 무게보다 훨씬 작다면 코달이가 힘을 전혀 쓰지 않고 도르래 줄에 매달리기만 해도...

나 같이 물체보다 질량이 작게 나가는 경우엔

 

 

 

그러니까 우리는 아무 일도 안 해도 아래로 작용하는 무게를 갖고 있다.
그래서 물체를 직접 위로 들어올릴 때는 물체 무게 이상의 힘을 다 써야 한다.
그렇지만 천장에 고정된 도르래를 써서 아래로 잡아당길 때는 우리 무게의 도움을 얻어 힘을 조금 써도 물체를 올릴 수 있다~
그럼 아까 두 손으로 철봉에 매달리는 얘긴 왜 한 거야?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다음과 같이 도르래에 물체를 매달고 도르래가 위 아래로 움직일 수 있게 해 봐. 도르래의 무게는 물체에 비해 아주 작다고 하고...

위의 도르래로 물체를 끌어올리려면 얼마만큼의 힘이 필요할까?

 

 

 

 

 

 

 

흠. 물체의 무게를 위로 지탱하는 줄이 2 개 있군. 따라서 각 줄은 물체의 무게를 반 씩 나누어 부담하겠군. 그러므로 물체를 위로 끌어올리려면 물체의 무게의 반보다 큰 힘만 쓰면 되겠다. 그러니까 직접 물체를 올리는 것에 비해 반 정도의 힘밖에는 안 드는 거네.

 

 

 

 

 

 

정리해 줄게.