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:)

Answer 2

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

도르레는 무거운 물건을 들어올릴때 힘을 덜들이게 도와주는 기계장치입니다. 도르레가 물건의 무게를 줄여주는 원리는 힘을 나누기 때문입니다. 도르레 하나만 쓰면 무게를 그대로 들어야 하지만 도르레 여러개를 연결하면 그 무게를 여러 줄로 분산시켜서 각 줄이 받는 힘이 적어집니다. 예를 들어 도르레 2개를 사용하면 드는 힘이 절반으로 줄고, 도르레 4개면 4분의 1로 줄어듭니다. 그래서 도르레를 몇개 쓰느냐에 따라 무게가 가볍게 느껴지는 정도가 달라집니다. 즉, 도르레가 힘을 나누어 가지는 원리로 무거운 물건도 적은 힘으로 들수있게 도와주는것입니다.