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[자유 기사] 짐을 옮길 때 양손의 힘 차이를 고려하는 방법은?
전자기역학 2020.06.05 13:32

(출처는 https://www.pinterest.co.kr/pin/19281104637866179/ 입니다)

 

악력 측정이나 팔씨름을 했을 때 보면 왼손과 오른손은 힘이 다르다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 무거운 물건을 옮기거나 들다 보면 한쪽 손에 무리가 가서 그 물건을 놓칠 수 있겠죠. 그러면 이러한 것을 없앨 수 있는 방법이 있을까요?

 

돌림힘과 안정

(https://www.physicstutor.kr/2222)

먼저 여기에서는 '돌림힘'이라는 것을 알아야 합니다. 위의 그림과 같이 기준점에 대해 그 기준점과 힘을 작용해주는 점(작용점) 사이의 거리와, 그 면에 수직하게 작용한 힘을 곱한 값을 돌림힘(토크)라 합니다. 이때 이 물체가 안정되기 위해서는 이 물체에 작용하는 모든 힘들의 합이 0(알짜힘의 값이 0)이며, 받침점을 기준으로 이 모든 것에 작용하는 돌림힘이 0이어야 합니다.

 

왼손과 오른손의 힘의 차이를 극복하는 방법은?

일단 이 사람이 오른손잡이라 가정하고 이 사람이 지금 옮기려고 하는 것이 막대기라고 합시다.

오른손잡이들은 보통 오른손의 힘이 왼손보다 더 셀 것입니다. 힘의 평형을 이루려면 지구가 막대기를 당기는 중력과 양손이 막대기를 드는 힘의 크기가 같아야지 물체가 안정되는 첫 번째 조건을 만족할 수 있습니다. 

이 막대기를 들 때의 받침점은 왼손과 오른손이 됩니다. 막대기의 무게중심을 그 막대기의 정가운데라고 보고 왼손과 오른손이 무게중심에서 떨어진 거리를 l,r이라 하며, 왼손, 오른손이 막대기에 작용하는 힘을 Fl, Fr이라 합시다. 마지막으로 막대기의 무게를 W라고 하죠.

왼손이 받치는 점을 기준으로 돌림힘의 평형을 생각해보면 l×W=(l+r)×Fr이란 식이 나와서 Fr=lW/(l+r)이 나옵니다. 같은 방법으로 오른손이 받치는 점을 중심으로 돌림힘의 평형을 써 보면 Fl=rW/(l+r)이 나옵니다.

왼손의 힘보다 오른손의 힘이 더 세다 했으므로 Fl이 Fr보다 작게 나와 최종적으로 r보다 l이 크다고 나옵니다.

즉, 결론은 왼손보다 오른손이 그 물체의 무게중심에 가깝게 하며, 그 물체를 수평으로 들고 있으면 오른손에 힘이 더 많이 들어가며 조금 더 편하게 물체를 들 수 있겠죠.

수학동아 기자의 한마디
수학동아 기자 2020.06.08
으라차차! 역기를 드는 커다란 이미지가 시선을 끄네요 :)
왼손과 오른손의 힘 차이를 극복하는 방법을 소개할 때 '왼손과 오른손이 무게중심에서 떨어진 거리를 l, r'이라고 했는데 그림이 없어서 모호하게 느껴져요.
힘은 어느 방향으로 작용하는지도 그림에 함께 표시하면 좋겠죠?
그리고 퀴즈를 잊지 마세요!
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