도르래 문제.. ㄱ물리학 제목대충써서때우기

Question

안녕하세요 고2 물리 공부하고 있숩니다. 도르래를 배우고 있는데 장력에서 머리가 터질거같네요.

제가 지금 노트에 도르래 장력을 정리를 했는데 오개념이 하나 생긴거 같습니다.

B가 줄을 당기고 => 그 당겨진 줄이 24N으로 A를 당긴다 라고 작성하였습니다. 근데 여기서 궁금한게

B인 경우는 6N으로 아래로 내려가려 하고 , 아래로 당겨지는 힘은 30N인데 , 그래서 위로 24N의 힘이 (장력) 이 있는거잖아요. 그런데 그럼 B는 뭐가 B를 24N으로 당긴거라고 볼수있눈거임?

A를 기준으로 했을때는 B가 줄을 당기므로 , 그 줄이 24N으로 A를 당긴다 인데 그럼 B기준에선 뭐임?

입니다 제가 지금 뭔가를 잘못 이해하고 있나요?

힘의 원인이 궁금해서 계속 유튜브에 찾아보는데 이거에 대한 설명은 없더라구요

음 그럼 지금 제가 헷갈리는게 원인이 있으면 결과는 무조건 원인 때문에 있다라고 생각해서 헷갈리는건가요?

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Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

노트 계산은 맞았어요. 헷갈리는 지점은 장력을 누가 만드는지를 한 방향으로만 보려 한 데서 나와요.

장력은 A가 만든 것도 B가 만든 것도 아니에요. 줄 양쪽에서 서로 당겨야 비로소 생기는 힘이에요. 그래서 B를 24N으로 당긴 게 뭐냐고 물으면 답은 A예요. A는 중력 20N을 받으면서도 줄에 매달려 있으니 줄을 아래로 당기고 있고, 그 당김이 도르래를 넘어 B 쪽 줄에 24N의 장력으로 전달돼요. 반대로 A를 24N으로 당긴 건 B고요. 두 물체가 줄을 통해 서로를 당기는 관계라, 한쪽이 원인이고 다른 쪽이 결과가 아니에요. 줄다리기에서 어느 쪽이 줄을 팽팽하게 만들었냐고 물으면 양쪽 다라고 답해야 하는 것과 같아요.

마지막에 스스로 짚으신 게 정확해요. 원인이 하나 있고 결과가 따라온다는 틀로 보면 막혀요. 힘은 항상 두 물체 사이의 상호작용이라 짝으로만 존재해요. B가 줄을 24N으로 당기면 줄도 B를 24N으로 당기고, 그건 작용과 반작용이라 동시에 생겨요.

그럼 24N이라는 숫자는 어디서 정해지느냐가 남죠. 이건 원인 추적이 아니라 조건을 만족하는 값을 찾는 문제예요. 두 물체가 줄로 묶여 같은 가속도 2m/s²로 움직여야 한다는 조건이 장력을 24N으로 결정해요. A 입장에서 24 빼기 20이 4N이고 이게 질량 2kg에 가속도 2를 준 값, B 입장에서 30 빼기 24가 6N이고 질량 3kg에 가속도 2를 준 값이니 둘이 맞아떨어져요. 장력은 두 방정식을 동시에 만족시키는 값으로 자연스럽게 정해지는 거예요.

그러니 이렇게 정리하시면 편해요. 장력의 원인은 양쪽이 함께 당긴 것이고, 크기는 계 전체의 운동 조건이 정해준다 :)