[모멘트 #1] 모멘트의 개념

안녕하세요. 쏘쏘입니다.

 

모멘트? 간단하게 설명하면 스패너를 이용해서 너트를 풀 때 너트를 회전시키려고 하는 힘의 작용을 모멘트라고 합니다. 공대생분들께서는 아시겠지만, 역학 과목에서 모멘트에 대한 문제들이 많이 나옵니다.

기초부터 하나씩 알아가면 절대 어려운 주제는 아니니까 천천히 같이 알아보아요.

 

예시를 위해 그림을 하나 그려보겠습니다.

 

스패너에 걸리는 모멘트

 

그림처럼 스패너로 너트를 돌릴 때를 가정해봅시다.  너트의 중심으로부터 힘이 걸리는 끝 단까지의 거리를 L이라 하고, 수직으로 걸리는 힘을 F라고 합시다.

 

너트의 중심이 볼트에 체결되어 있다고 가정한다면, 힘 F가 작용하니까 너트가 빙그르르 돌아갈 것입니다.  이때 너트를 돌리려고 하는 힘의 작용을 모멘트라고 하며 힘과 거리의 곱으로 나타내어집니다.

 

 

즉 너트를 기준점으로 한 모멘트 M = 힘(F) x 거리(L) 입니다.

*모멘트 단위 : N·m 혹은 다른 힘의 단위와 거리(길이) 단위로 나타내어집니다.

 

스패너를 돌릴 때 너트 중심에서 가까운 부분을 잡고 돌리면 안 돌아가던 것이  똑같은 힘으로 손잡이 끝부분을 잡고 돌리니까 돌아가는 경우가 바로 모멘트가 커졌기 때문입니다.

 

모멘트는 힘×거리(길이)인데 힘이 일정하면 모멘트는 거리에 비례하니까요. 참고로 모멘트의 단위가 힘x거리인데 이건 에너지의 단위입니다.

 

하지만 모멘트와 에너지를 서로 다르게 봐야 하는 것이 에너지는 방향성이 없지만 모멘트는 방향성을 가집니다.

즉 에너지는 스칼라, 모멘트는 벡터입니다.

* 모멘트는 반드시 + / - 부호를 가지며, 어떠한 기준점을 가지고 회전합니다. 기준점의 위치에 따라 부호가 바뀔 수 있습니다.

 

그리고 위의 그림에서 수직 방향의 힘이 아니라 대각선 방향으로 걸린다면 어떻게 될까요?

그때는 힘을 분해해서 모멘트를 구하면 됩니다.

 

처음부터 너무 복잡하게 생각하지 마시고 모멘트라는 개념 정도만 이해하시면 됩니다.

모멘트의 부호 등 좀 더 상세한 내용에 대해서는 추후에 포스팅하도록 하겠습니다.

 

도움이 되셨기를 바라며, 다른 주제로 다시 찾아뵙겠습니다..

 

- by 쏘쏘 -

 

[관련 글] - [모멘트 #2] 모멘트의 부호 규약 (+ / - 부호) #1

[모멘트 #2] 모멘트의 부호 규약 (+ / - 부호) #1

[관련 글] - [모멘트 #3] 모멘트의 부호 규약 (+ / - 부호) #2

[모멘트 #3] 모멘트의 부호 규약 (+ / - 부호) #2

2020.02.01 - 모멘트와 토크의 차이점 (굽힘 vs. 전단)

모멘트와 토크의 차이점 (굽힘 vs. 전단)