실패 굴리기

 

 

 

 

 

 

목  적 : 토크를 적용할 때 고정점을 정확히 찾을 수 있다.

 

준비물 : 큰 실패 1개, 줄 3m정도,

 

방  법 : 실패에 실을 5바퀴쯤 감고, 실 끝을 A와 B쪽으로 당길 때 실패는 각각 어느 쪽으로 굴러갈까? 구르지 않으려면 어느 쪽으로 끌어야 할까?

 

결  과 : A쪽으로 끌면 왼쪽으로 굴러가고, B쪽으로 끌면 실이 풀어지면서 왼쪽으로 갈 것 같으나 오히려 실이 감기면서 오른쪽으로 굴러가고, C쪽으로 끌면 실패가 회전하지 않고 끌려간다.

 

원  리

①  오른쪽으로 당기는 경우

   오른쪽 그림에서 나무판 위에 막대의 한쪽 끝은 못을 박아 회전축을 만들고, 다른 끝을 오른쪽으로 당기면 시계방향으로 회전을 한다. 왼쪽 그림에서 c점이 회전축이 되고, 선분 bc 가 팔의 길이이므로 토크는 시계방향으로 생겨 실패에 실이 감기면서 오른쪽으로 굴러간다.

②  왼쪽으로 당기는 경우

   역시 c점이 회전축이 되고, 선분 ac 가 팔의 길이이므로 토크는 반 시계방향으로 생겨 실패에 실이 풀리면서 왼쪽으로 굴러간다.

③  C쪽으로 당기면 θ가 180도가 되어 토크는 생기지 않아 회전하지는 않는다.