[질문]도르래의 줄의 장력 질문이요

[규니]

도르래의 줄의 장력에 대한 질문입니다.(도저히 해결이 안되어서..ㅡ.ㅜ)

중등과정의 고정 도르래 문제의 경우 줄의 질량이나 마찰을 무시하고,  양 쪽 줄의 장력을 같다고 하고 운동방정식을 풀잖아요.

그런데 회전 동역학에서는 (즉, 도르래가 회전하는 문제같은) 같은 줄에 걸리는 장력의 크기가 무거운 물체에 걸린 장력이 가벼운 물체에 걸린 장력보다 크다고 하고 문제를 풀게 됩니다. 또, 이 두 장력의 차이가 도르래를 회전시키는 토크로 작용하게 되구요.

이때 두 줄의 장력 차이가 나는 이유가 뭔질 모르겠어요.

(마찰과 관계가 있다면 도르래가 받게 되는 알짜힘과 마찰력은 어떤 관계가 있는지두요..)

고수님들의 명쾌한 답변 기다리겠슴돠..

[손수레]

두 줄의 장력이 차이가 나는 이유는 도르래가 회전하기 때문입니다. 도르래의 회전을 일으키는 이유는 토크가 생기기 때문인데 여기서 토크로 작용하는 힘은 줄의 장력입니다. 양쪽의 장력의 힘의 크기가 다르기 때문에 알짜토크가 생겨 도르래가 회전하는 겁니다. 만일 장력의 차이가 없다면 도르래는 회저을 하지 않겠죠~~따라서 도르래의 회전까지 생각할 경우 토크와 도르래의 회전관성을 이용해서 장력을 구해야 합니다

[파인만]

제느낌을 말씀드리자면,말그대로 도르레에 가하는 힘이 실제 존재하기때문에, 무거운물체에서 당기는 줄의 장력의 크기와 같은 힘은 가벼운물체를 끌어올리는 장력과 도르레를 당기는 알짜힘의 합력이라 생각하면 됩니다. 고등학교과정에선 이런 도르레 당기는 알짜힘을 0으로 가정을 두고 양쪽 장력이 같다고 하는거구요~ ㅡ,.ㅡ이상입니다.

[nimiral]

가정을 할때 중딩과정에서 도르래 또한 질량이 없는 것으로 나타나야 겠죠. 중딩과정은 도르래가 도는 것 보다 걍 줄이 도르레 면을 미끄러진다는 것으로 생각하시면 좋을 듯 싶네요.

[00 릴라~!]

파인만님 답이 좋은 답인듯... 두줄 장력의 차이는 파인만님의 설명에 덧붙이자면.....간단하게 도식하자면 ...무거운 물체..도르레..가벼운 물체가 줄로 연결되어 있는데...무거운 물체가 끌고 갑니다..중력의 힘으로...그 힘이 무거운 물체를 가속하게도 하고 남은 부분은 줄의 장력으로 전달이 됩니다...무거운쪽의 장력으로...그중에 일부는 도르레가 회전하는 토크로 전달 되고...그리고

[00 릴라~!]

나머지는 가벼운 물체에 가벼운 쪽 장력을 통해 가벼운 물체에 작용됩니다....가벼운 물체는 자신이 가진 중력으로 저항하려고 하겠지요......이 세가지 물체가 동시에 같이 움직이게 하는 가속도에서 물체들은 운동하게 됩니다....