같은 힘으로 문을 밀어도 손잡이 쪽에서 더 잘 열리는 까닭은?
경첩에서 민 곳까지의 거리와 힘의 방향을 바꾸어, 문을 돌리는 효과가 어떻게 달라지는지 계산합니다.
그림에서 무엇을 볼까요?
경첩에서 민 곳까지의 거리와 힘의 수직 성분을 곱해 돌림힘을 구하는 관계 그림
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.
함께 확인할 점
돌림힘은 힘×거리×사인값으로 계산합니다. 문짝의 질량, 경첩 마찰, 문닫힘 장치는 고정한 교육용 모형입니다.
생각해 볼 질문
집이나 학교의 문 하나를 골라 경첩과 손잡이 사이 거리를 재고, 같은 힘을 손잡이와 중간 지점에 가했을 때 돌림힘을 비교해 보세요.
