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가벼운 쪽으로 기우는 지렛대? 목록

조회 : 9917 | 2006-07-04


실험 목적


철이와 영희가 놀이터에서 시소를 타고 있다. 그런데 철이의 몸무게가 영희보다 무거워서 균형을 이룰 수 없다. 어떻게 하면 균형을 이루어 재미있게 시소를 탈수 있을까? 마술저울을 이용한 실험으로 지렛대 원리를 이해해 보자.




실험 재료

마술저울, 저울 추 (300g, 500g, 1kg)




실험 방법

1. 저울 양쪽에 각각 500g짜리 저울 추를 단다.

▶균형을 이루어 저울대가 수평을 유지한다





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2. 한쪽의 저울 추를 500g에서 1kg으로 바꾸어 단다.

▶1kg 저울추가 달린 쪽으로 저울대가 기운다.





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3. 받침점의 위치를 바꾼 저울추의 반대쪽으로 옮긴 후, 1kg짜리 저울 추를 다시 300g짜리 저울추로 바꾸어 단다.

▶300g짜리 저울추가 달린 쪽으로 저울대가 기운다.





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실험 원리

지렛대 : 막대를 이용하여 작은 힘을 큰 힘으로 바꾸는 장치.

▶받침점에서 가까운 곳에 큰 힘이 작용하더라도 받침점 반대쪽 더 먼곳에서 보다 작은 힘을 작용시켜도 지렛대는 수평을 유지할 수 있다.

▶지렛대에는 막대의 한 점을 물체로 받쳐 고정시켜 놓는 받침점, 지렛대에 힘을 가하는 힘점,지렛대가 다른 물체에 힘을 미치는 작용점(일점)의 3가지 중요한 점이 있다.

지렛대의 기본 원리는 힘의 모멘트를 이용한 것이다.

'힘의 모멘트'란 물체의 무게와 받침점에서 물체까지의 거리의 곱을 의미하는데, 지렛대가 수평이 되기 위해서는 받침점 양쪽의 힘의 모멘트가 같아야 한다. 따라서 받침점에서 가까운 곳에서 큰 힘이 작용하더라도 받침점 반대쪽 더 먼 곳에서 보다 작은 힘을 작용시켜도 지렛대는 수평을 유지할 수 있게 된다.

그러므로 힘점에 작은 힘을 들이고, 작용점에 보다 큰 힘을 내게 하기 위해서는 받침점을 되도록 작용점 가까운 곳에 위치 시켜야 한다.



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