경첩 가까이에서 밀면 같은 힘도 덜 효과적입니다
무거운 문을 열 때 사람은 자연스럽게 경첩에서 가장 먼 손잡이를 잡습니다. 문이 도는 축은 경첩이고, 민 곳이 축에서 멀수록 같은 힘이 문을 돌리는 효과가 커집니다.
이 회전 효과를 돌림힘이라고 합니다. 경첩에서 0.8미터 떨어진 곳을 30뉴턴으로 수직으로 밀면 돌림힘은 24뉴턴미터입니다. 거리를 0.2미터로 줄이면 6뉴턴미터가 됩니다.
참고 · Samuel J. Ling · Jeff Sanny · William Moebs — 문을 미는 위치와 각도가 돌림힘에 미치는 영향 ↗
힘의 방향도 함께 살펴야 합니다
문짝을 옆으로 미는 힘만 회전에 기여합니다. 문과 나란히 경첩 쪽으로 밀면 힘이 커도 문은 거의 돌지 않습니다. 힘과 문 사이 각도가 90도일 때 회전 효과가 가장 큽니다.
활동에서 힘·거리·각도를 하나씩 바꾸면 어느 조건이 결과를 바꾸었는지 분리해 볼 수 있습니다. 거리를 두 배로 늘리면 다른 조건이 같을 때 돌림힘도 두 배가 됩니다.
이 계산이 문 여는 시간을 바로 정하지는 않습니다
실제 문은 경첩 마찰, 문닫힘 장치, 문짝의 질량 분포, 바람의 영향을 받습니다. 돌림힘이 크다는 결과는 그 순간 문을 돌리려는 효과가 크다는 뜻입니다.
따라서 이 모형은 손잡이 위치와 힘의 방향을 비교하는 데 사용합니다. 문이 몇 초 만에 몇 도 열릴지는 추가 측정이 필요합니다.