이번 글에서는 레버리지 법칙이 무엇인지 알아보겠습니다. 또한 지렛대의 법칙이 지렛대에 작용하는 힘에 어떻게 영향을 미치는지 설명하는 예도 보여 드리겠습니다. 또한 단계별 연습을 통해 레버리지 법칙을 연습할 수 있습니다.
논리적으로, 지렛대의 법칙이 무엇으로 구성되어 있는지 알아보기 전에 지렛대가 무엇인지 매우 명확하게 알아야 합니다. 그렇기 때문에 설명을 계속하기 전에 다음 게시물을 방문하는 것이 좋습니다.
레버리지의 법칙이란 무엇입니까?
지렛대의 법칙은 지렛대에 작용하는 다양한 힘과 관련된 법칙입니다. 따라서 지레의 법칙은 지레와 관련된 문제를 해결하는 데 사용됩니다.
보다 구체적으로 말하면 지렛대 법칙에 따르면 힘에 팔 길이를 곱한 값은 저항에 팔 길이를 곱한 것과 같습니다.
따라서 지렛대의 법칙을 통해 지렛대에 하중이 가하는 힘인 저항과 하중을 극복하기 위해 가해야 하는 힘인 힘을 수학적으로 연관시킬 수 있습니다.
레버 법칙 공식
레버 공식의 법칙은 힘과 레버의 저항을 수학적으로 연관시킵니다. 보다 구체적으로 말하면 지렛대의 법칙에 따르면 전력과 파워 암의 곱은 저항과 저항 암의 곱과 같습니다.
금:
- 지지점 또는 지지점(F) : 지렛대가 남아 있는 부분입니다. 따라서 바의 전체 무게와 그 위의 몸체를 지탱합니다.
- 작용력 또는 힘(P) : 반대쪽의 하중에 반작용하기 위해 레버에 가해지는 힘입니다.
- 하중 또는 저항(R) : 극복해야 하는 힘입니다.
- 파워 암(BP) : 파워와 받침점 사이의 거리입니다.
- 저항 팔(BR) : 저항과 지지점 사이의 거리입니다.
지레의 법칙은 지레가 평형 상태에 있을 때, 즉 정지해 있을 때에만 적용됩니다. 따라서 레버가 움직이면 레버 방정식이 유지되지 않습니다.
레버리지 법칙의 예
예를 들어, 이 섹션에서는 저항에 대응하기 위해 적용되어야 하는 힘의 값이 레버 암의 길이에 따라 어떻게 변하는지 살펴보겠습니다.
먼저, 지지대가 힘과 저항의 중간에 있을 때 어떤 일이 일어나는지 살펴보겠습니다.
힘의 가치를 계산하기 위해 레버의 법칙 공식을 적용합니다.
따라서 받침점이 힘과 저항 사이의 정확히 중간에 있는 경우 지렛대에 가해져야 하는 힘은 저항과 동일합니다.
둘째, 지지점이 힘보다는 저항에 더 가까운 경우를 분석해 보겠습니다.
따라서 파워 암이 저항 암보다 길면 파워 값이 저항 값보다 작습니다.
마지막으로 지지점이 저항보다는 파워에 더 가까운 경우를 연구합니다.
결론적으로, 받침점이 저항보다 힘에 더 가까울 때, 규모의 균형을 맞추기 위해서는 저항보다 더 큰 힘이 가해져야 합니다.
레버리지 법칙의 해결된 연습
연습을 수행하기 전에 다양한 레버 유형을 설명하는 다음 링크를 방문하는 것이 좋습니다. 각 레버 유형에 대한 연습이 있고 문제를 해결하려면 각 유형이 무엇인지 명확하게 알아야 하기 때문입니다. .
연습 1
50kg의 몸체가 300cm의 단단한 막대로 만들어진 1도 레버 옆에 배치되었습니다. 짐판과 지렛대 사이의 거리가 180cm라면, 지렛대 반대편에 놓인 몸체의 무게는 얼마만큼 되어야 균형을 잡을 수 있을까요?
이 문제의 지레는 1차 지렛대이며 우리는 저항(50kg)과 저항팔(180cm)만 알고 있습니다. 그러나 우리는 막대의 길이를 알고 있으므로 막대의 전체 길이에서 저항 막대의 길이를 뺀 값으로 파워 팔을 계산할 수 있습니다.
그런 다음 지레 법칙을 적용하여 거듭제곱의 값을 결정할 수 있습니다.
데이터를 공식으로 대체합니다.
마지막으로 방정식에서 미지수를 푼다.
연습 2
수레에는 지지점에서 70kg 50cm 무게의 물체를 놓습니다. 수레를 잡는 부분이 받침점으로부터 140cm 떨어져 있다면 수레로 물건을 운반할 수 있으려면 우리가 어떤 노력을 해야 할까요?
저항이 지지점과 동력 사이에 위치하므로 수레는 2도 레버입니다. 따라서 문제를 해결하려면 레버리지 법칙을 적용해야 합니다.
우리는 우리가 알고 있는 데이터를 방정식으로 대체합니다.
마지막으로 방정식에서 미지수를 푼다.
따라서 25kg을 들어올리는 것과 같은 노력을 기울여야 합니다.
연습 3
3도 지레에서는 받침점에서 80cm 떨어진 곳에 위치한 15N의 저항에 대응하기 위해 60N에 해당하는 힘을 가해야 합니다. 힘이 받침점으로부터 얼마나 멀리 적용되는지 계산하십시오.
이 3도 지렛대 문제에서는 파워 암을 결정해야 합니다. 따라서 문제를 해결하려면 레버리지 방정식을 적용해야 합니다.
우리는 우리가 알고 있는 데이터를 방정식으로 대체합니다.
그리고 우리는 방정식에서 미지수를 해결합니다.
따라서 전원은 지지대로부터 20cm 떨어진 곳에 적용되어야 합니다.