[칼럼] 2차원 돌림힘을 정석과 기하로 풀어보자(2편)
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생각보다 더 할게 없어서 금방 2편을 적게 됐네요. 이번 2편에서는 2차원 돌림힘을 풀이하는 방식에 대해 설명해보겠습니다.
일단 2차원 돌림힘에 대해 설명하지 않을 수 없겠죠? 2차원 돌림힘이라는 것은 흔히 위 방향과 아래 방향으로만 작용하는 돌림힘 문제와는 다르게 45도로 힘이 작용하는 등 다양한 방향으로 힘이 작용하는 유형입니다.
이 문제를 풀이하는 방식에는 크게 2가지 방식이 있습니다. 첫 번째로는 돌림힘의 정의를 이용하는 것이고, 두 번째로는 1편에서 풀이했던 방식을 2차원으로 확장한 축 설정의 자유가 있음을 이용하여 풀이할 수 있습니다.
가장 먼저 돌림힘의 정의를 이용하는 법을 설명 드리겠습니다.
사진과 같이 두 가지 방향으로 토크를 구할 수 있고, 둘 중에 무엇이 문제 풀이에 편할지 결정하여 돌림힘 평형을 적용해주면 됩니다. 문제에 적용해봅시다.
어렵진 않지만 기존의 문제와는 느낌이 확실히 다르죠?
이렇게 역으로 힘을 고정하고 회전팔을 수직하게 하면 문제를 더 간단히 해결할 수 있습니다. 이 형태의 문제는 많이 없어서 풀이 없이 예제 하나 넣어드리겠습니다. 풀어보시고 해설 궁금하면 댓글 남겨주시면 풀어서 답해드립니다.
(예제)
이제 두 번째 풀이 방법인 2차원 돌림힘을 기하적으로 풀기에 대해 설명해보겠습니다.
만약 작용하는 힘의 수가 4 이상인 경우를 생각해보면 당연히 저게 성립하지 않는다는 사실을 알 수 있습니다. 문제가 많지 않은 관계로 위에 풀었던 문제를 재탕하겠습니다.
이렇게 2차원 돌림힘 문제를 기하적으로 문제를 해결할 수 있습니다. 문제가 별로 없어서 위 문제를 다르게 변형해서 문제를 만들어봤으니 알려드린 방식으로 풀어보세요.
답은 댓글에 올라오면 정오와 해설 달아드리겠습니다. 이번 칼럼은 여기까지 입니다. 1, 2편의 칼럼이 도움되셨을지 모르겠습니다. 돌림힘 문제가 어떻게 나와도 해결할 수 있는 여러분을 응원합니다!
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