안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
실은 물체를 당길 수만 있고 밀 수는 없어서, 실이 물체에 작용하는 장력은 언제나 실을 따라 물체에서 실의 반대쪽 끝을 향해요. 이 문제에서 실의 다른 끝은 막대 아래 수평면에 묶여 있으니, 장력은 막대를 아래쪽으로 당기는 방향이 돼요.
실이 없다고 하면 받침대를 기준으로 왼쪽 A가 만드는 돌림힘은 5mg × 3L = 15mgL이고, 오른쪽은 막대 무게 Mg × 2L과 B의 mg × 5L이에요. 답인 M = 3m/2를 넣으면 오른쪽 합이 8mgL로 왼쪽보다 작아서, 막대 왼쪽이 내려가고 오른쪽 끝이 들려 올라가요. 실이 이 들림을 붙잡으며 팽팽해지고, 오른쪽을 아래로 당겨 모자란 7mgL을 채워줘요. 만약 오른쪽이 아래로 기우는 상황이었다면 실은 느슨해져 장력이 0이 돼요.
돌림힘 식은 맞게 세우셨는데, 힘의 평형 식에서도 장력을 아래 방향으로 넣어야 해요. 받침대가 위로 받치는 힘 N은 아래로 향하는 힘을 모두 더한 5mg + Mg + mg + mg = 7mg + Mg, 곧 8.5mg가 돼요 :)