시소 앞자리와 뒷자리가 동등해지려면 몇키로 차이가 나야되나요?

Question

시소 앞자리와 뒷자리가 동등해지려면 몇키로 차이가 나야되나요? 같은 몸무게여도 수평이 안맞는데 다른 조건도 맞아야 하는건가요?

Answer 1

안녕하세요.

시소가 균형을 이루기 위해서는 두 사람의 몸무게와 각자의 시소에서의 위치(거리)가 중요합니다. 시소에서 균형을 맞추는 원리는 토크(torque) 또는 회전력에 관한 것입니다. 토크는 힘과 힘의 작용점에서 회전축까지의 거리(모멘트 암)의 곱으로 계산됩니다. 간단히 말하자면, 각 사람의 몸무게와 그들이 축에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 따라 시소가 균형을 이루거나 그렇지 않을 수 있습니다.
시소의 균형을 맞추기 위해서는 왼쪽 토크와 오른쪽 토크가 서로 같아야 합니다. 이를 수학적으로 표현하면 :

토크(왼쪽) = 토크(오른쪽) m₁ × d₁ = m₂ × d₂

여기서 m₁과 m₂는 각각 왼쪽과 오른쪽에 앉은 사람들의 몸무게이며, d₁과 d₂는 각각 시소의 중심축에 해당 사람까지의 거리입니다.
이를 기반으로 예를 들어서, 한 사람이 50kg이고, 다른 한 사람이 100kg일 때, 더 가벼운 사람은 무거운 사람보다 시소의 중심축에 두 배 더 멀리 앉아야 합니다. 50kg인 사람이 2미터 떨어져 앉는다면, 100kg인 사람은 1미터 떨어져 앉아야 균형이 맞습니다.
같은 몸무게에 수평이 안맞았다면, 거리가 동일했는지를 한번 살펴보시길 바랍니다.