도르레가 물건의 무게를 줄이는 원리는 무엇인가요?

Question

도르레를 다는 방식도 다양하고 다는 갯수에 따라서도 무게가 전감되는 정도가 다르다고 알고 있는데요.

그 도르레가 어떻게 해서 무게를 가볍게 만들수 있는 것인지는 이해가 안되는데 초보자가 이해하기 쉽게 답변부탁드려요?

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.

도르레의 종류에 따라 필요한 힘은 달라집니다. 도르래는 크게 고정 도르래와 움직 도르래로 나뉩니다. 움직 도르래는 절반의 힘으로 물체를 이동할 수 있게 해 주지만 고정 도르래로 움직일 수 있는 만큼 물체를 이동하려면 그보다 두 배의 길이만큼 줄을 잡아당겨야 합니다. 결국 힘은 절반이 들지만 움직이는 거리는 두 배가 되어 전체적으로 하게 되는 일의 양은 같아집니다. 물론 물리학적인 일의 양이 같다는 것은 도르래의 무게와 마찰력을 무시함을 전제로 한 것이며 실제로는 일의 양에서 차이가 생깁니다.

보다 복잡한 복합 도르래를 사용하면 더 적은 힘으로 물체를 움직일 수 있습니다. 고정도르래와 움직 도르래를 함께 사용한 것을 복합 도르래라고 하는데 하나 고정 도르레와 하나의 움직도르레를 함께 조합해서 사용하면 줄의 한쪽 끝을 물체와 연결하게되어 힘의 평형을 이루기 위해 드는 힘은 1/3이 됩니다.

복합 도르레를 구성하는 형태에 따라 필요한 힘은 줄어드는데 움직 도르레 수가 늘어날수록 같은 물체를 들어올리는데 필요한 힘의 크기는 작아집니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다:)