네 배 작은 힘을 얻으면 줄은 네 배 길게 움직인다

그림에서 무엇을 볼까요?

400뉴턴 하중을 1미터 올릴 때 100뉴턴으로 줄 4미터를 당겨 이상적 입력일과 출력일이 모두 400줄이 되는 힘과 거리 비교도

도르래는 일을 공짜로 만들어 주지 않습니다. 이상적인 네 줄 모형에서 하중을 1미터 올리려면 네 지지 구간이 각각 1미터씩 짧아져야 합니다. 그래서 자유 끝에서는 모두 4미터의 줄을 당겨야 합니다.

400뉴턴 하중을 1미터 올리는 출력 일은 400줄입니다. 입력 쪽은 100뉴턴의 힘으로 4미터를 당기므로 역시 400줄입니다. 힘은 4분의 1이 되었지만 거리는 네 배가 됩니다. 이 힘-거리 교환이 빠지면 ‘작은 힘이 더 큰 일을 저절로 만든다’는 잘못된 설명이 됩니다.