▶  지레의 원리로 도르래 설명하기
 
 

 
 

그렇구나. 나도 변신을 잘 하지.

너도?

너와 나는 비숫한 점이 있어. 우린 둘 다 한 점에 가해진 힘을 다른 곳으로 전달하지. 그 과정에서 힘의 크기나 방향도 바꾸고.

그건 알아. 그런데 너랑 나랑 바슷한 점이 있다구? 어떤?

너와 나는 힘을 전달하는 데 다른 물체를 사용해. 너는 밧줄과 같은 것을 사용하고, 나는 널판지나 막대 같은 것을 사용하고.

 

 

 

내가 변신할 때 가장 중요한 것은 받침점의 위치야. 그것을 기준으로 어디에 물체를 놓고(작용점), 어디에 힘을 주는가도(힘점) 물론 중요하지.

나도 들었어. 지레에는 3종류가 있다는 거.

네가 고정도르래일 때와 움직도르래일 때 힘의 크기와 방향을 다르게 전달하는 것은 바로 너의 받침점, 힘점, 작용점의 위치가 달라지기 때문이야.

나에게도 점, 점, 점이 있다구?

     

아래 동영상을 봐.

    scienceorc.net

 

정말이네. 그렇다면 고정도르래일 때는 가한 힘과 얻는 힘이 크기는 같고 방향이 반대인 것, 움직도르래일 때는 가한 힘보다 얻는 힘이 2배 크고 방향이 같은 것을 설명할 수 있어?

물론이지. 고정도르래의 구조는 1종 지레와 비슷하지.

 

 

 

(힘점-받침점) 거리와 (작용점-받침점) 거리가 같으므로, 가한 힘의 크기가 물체의 크기와 같거나 커야 물체를 들어올릴 수 있지.

움직도르래의 구조는 2종 지레와 비슷해.

 

 

 

(힘점-받침점) 거리가 (작용점-받침점) 거리의 2배이므로, 가한 힘의 크기가 물체의 크기의 1/2과 같거나 크면 물체를 들어올릴 수 있지.(도르래의 무게가 물체의 무게에 비해 아주 작을 때)

아하~ 내가 고정도르래에서 움직도르래로 변신하는 것은 힘점, 받침점, 작용점의 위치를 바꾸는 것과 같구나.

 

 

고정도르래일 때는 줄 하나에 물체가 매달려 있으니, 물체의 무게와 같은 크기의 힘을 주지. 그리고 물체가 위로 올라온 만큼 줄을 아래로 당겨야 해. 따라서 물체가 이동한 거리와 힘점이 이동한 거리는 같아.

 

 

 

움직도르래일 때는 물체를 지탱하는 줄이 2가닥이므로 물체 무게의 1/2 크기의 힘을 쓰면 되지. 반면 각 가닥이 물체가 이동한 거리만큼 당겨져야 하므로, 물체가 이동한 거리의 2배 길이의 줄을 잡아당겨야 해.

 

 

도르래에서도

    (물체의 무게 x 물체의 이동거리) = (가한 힘의 크기 x 힘점의 이동거리)

이구나.

 

 

 

  학습 자료실     이전 공부방     다음 공부방