물2 질문 하나만 받아주세용
오른쪽 날개부분에 적힌 내용이 이해가 안되는데, 왜 이렇게 되나요?
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장력은 단순화하여 표현했습니다
실이 하나라서 장력이 양쪽에 똑같이 작용하는건가용??
네! 사실 정확히는 1. 하나의 실로 이루어져있고, 2. 실과 도르래 사이의 마찰이 없기 때문이긴 합니다
그렇지만 고등학교 물2 수준에서는 1로만 봐도 무방할 거 같네요
혹시 줄과 도르래 마찰 없음 , 줄 질량0 , 하나의 줄
이 조건으로 장력 양쪽이 같음이 어떻게 도출되는지도 알려주실 수 있을까용..ㅜ
직선의 실이라면 실 질량이 없으니 알짜힘이 0이어야 해서 양쪽 장력이 같다고 보겠는데,
이렇게 중간에 도르래가 걸려있고 직선의 실이 아닌 경우
어떤식으로 도출되는건지 헷갈립니다 ㅜ
실 중간에서 물체가 힘을 가하는경우 물체 양쪽의 장력이 다른경우도 꽤나 보이더라고요..
음… 저도 대학과정 물리를 배운 건 아니라 제가 아는(판단하는) 선에서 알려드릴게요
1. 줄 질량이 0인 것은 고등학교 교육과정 내에서 복잡한 계산을 진행할 수 없기에 거의 모든 문제(제가 지금까지 본 문제)에서 줄 수밖에 없는 조건인 듯 합니다
2. 위 문제 상황은 모든 물체가 ‘정지‘했다는 것을 가정하고 있습니다. 이를 위해서는 ‘합력‘과 ‘돌림힘‘이 모두 0이 되어야 하는데, 만약 줄과 도르래 사이의 마찰이 존재한다면 도르래에 작용하는 ‘돌림힘‘을 0으로 만들어야 하므로 두 장력이 동일할 수 없습니다(작용힘들의 작용점이 도르래 중심과 거리가 모두 같으므로…)
3. 줄과 도르래 사이의 마찰이 존재하는 상황에서 두 장력이 동일하다면 토크가 0이 아니므로 도르래가 회전하여 실 위에서 이동하게 됩니다. 이 경우 조건 상황처럼 ‘정지‘된 상황을 만들 수 없으므로 조건에 부합하지 않습니다.
마찰이 없을 때 장력이 같은 이유도 도르래에 작용하는 돌림힘이 평형을 이루어야 하기 때문입니다
위 사진은 마찰이 있는 경우 장력이 왜 같을 수 없는지에 대한 설명을 시각화해봤습니다
엄청 깔끔하게 잘가르치시네요 감사합니다!
근데 도르래와 실이 연결된 것이 아닌데
마찰이 없을때 어떻게 실이 도르래에 T1이라는 힘을 가할 수 있나요? 마찰이 없으면 수직방향 힘밖에 작용할 수 없는것아닌가요?
음… 우선, 장력과 마찰력은 다른 의미이긴 합니다. 마찰 없이도 장력은 존재할 수 있는 것이지요. 아마 궁금하신 부분이 실의 힘이 어떻게(무엇을 매개로) 도르래에 전달된 것일지인 것 같습니다.
작용점(접점)을 통해 장력이 전달된다고 생각하면 될거 같습니다. F와 같은 힘이 마찰로 인해 전달되는 것은 아닌 것처럼 장력 역시 하나의 힘으로써 접점을 통해 작용되는 것이지 마찰을 매개로 하여 힘을 전달되는 것은 아니라는 뜻입니다.
저는 평소에 아무 생각 없이 문제를 풀었는데 이런 깊이 있는 질문을 보니까 순간적으로 당황을 하게 되네요. 이런 지적 호기심?이 탐나네요… 저도 답변을 하며 많은 것을 배워갑니다.
저는 단지 물1, 물2를 모두 공부했을 뿐인 재수생이기 때문에 답변이 충분치 못할 수도 있습니다. 참고만 해주세요…
좋은 평가 감사합니다..ㅎㅎ 문풀이랑 상관없는 이야기인데도 성의껏 답변해주셔서 저도 생각해볼 기회가 되고 재미있었습니다.
미는 힘이나 당기는 힘이나 근본적으로는 전자기력의 상호작용인것처럼
수평방향의 힘도 마찬가지로 물체 표면의 원자들간의 전자기력을 통해 직접 작용하나보네요.
저는 수평방향의 힘은 전부 마찰력의 형태로 작용하는 줄 알았는데 직접 작용은 마찰력과는 또 다른 개념인걸까요??
마찰력의 정의를 자세히 알아봐야겠습니다.
이런건 어디서 어떻게 찾아보고 답변주시는건지 궁금합니다!
1. 수평 방향과 수직방향으로 작용하는 힘 모두 장력을 벡터 분해한 것이기 때문에 장력으로 봐야 할 듯합니다.
2. 마찰력이 존재한다면, 도르래에 수평방향으로 마찰력이 작용할 수 있는 것은 맞습니다. 하지만 문제 조건에 마찰은 무시한다고 나와있으므로 제가 표시한 수평방향 성분은 장력의 x성분입니다.
3. 힘의 작용에 대해 설명할 때, 힘이 작용하는 작용점(벡터의 시작점)과 방향, 그리고 크기를 통해 설명하고는 합니다. ‘장력‘이라는 힘 역시 작용점에서 크기와 방향을 가진 하나의 힘으로, 마찰력을 매개로 작용할 필요가 없습니다. 정확히는 마찰력과 장력은 아예 종류가 다르다고 봐야죠.
3. 과고 출신은 아니고, 나무위키 등 여러가지 참고자료를 가지고 제 나름대로의 결론을 만들곤 합니다. 장력의 작용방식에 대한 질문을 받았을 때를 예시로 들면, 도르래를 작은 ‘점‘으로 보고 장력이 하나의 ‘점‘에 작용하기 때문에 마찰은 필요하지 않다!라는 생각이 들었습니다. 하지만 물체의 크기를 무시한다는 조건이 있지 않을 뿐더러 이전에 토크(돌림힘)을 통해 ‘물체‘의 크기가 존재한다는 가정을 바탕으로 설명했기 때문에 이 설명은 적절치 않다고 판단했습니다. 이후 힘의 작용방식에 대해 생각을 해보았고, 조사를 바탕으로 마찰력과 장력은 본질적으로 다르다는 판단을 내린 다음, 이전 설명과 상충하지 않는 결론을 도출한 것이죠.
정보의 탐색 역시 중요하지만 물1, 물2 개념을 바탕으로 스스로 생각하고 논리적 모순을 최소화하는 방향으로 사고해보려고 했던 것 같습니다.
저의 질문은, 접점에서 장력이 무엇을 매개로 도르래에 전달되는가입니다.
실에 연결된 물체를 당기는 힘이라면 실의 장력(실이 원상태로 돌아가려는 힘)이 실 끝부분에서 물체를 잡아당기는 모습으로 상상이 됩니다.
하지만 문제상황처럼 실과 물체가 연결되어있지 않으면서 미는 상황도 아니면 장력이 어떻게 전달되지? 가 궁금했습니다.
당기는 상황이므로 매달려있지 않고, 마찰도 없으니 장력의 x,y성분이 도르래에 전달 될 수 없을 것 같다는 생각이 듭니다.
어떻게 생각하시나용?
https://m.blog.naver.com/ori_neogul/221946006322
이 글을 참고하면 될거 같습니다.
줄의 원자들이 받는 힘의 합력이 장력으로 나타나는 듯합니다. (줄의 단위원자들을 매개로 도르래에 힘이 전달되고, 힘의 합력이 위 상황의 장력으로 표현)