8. 작은 힘으로 무거운 것을 드는 비밀
이 챕터에서 배우는 것
- 지레에서 받침점 위치가 필요한 힘을 결정함을 안다.
- 무게×무게팔 = 힘×힘팔 (모멘트 균형) 관계를 관찰한다.
- 힘을 적게 쓰려면 팔 길이를 길게 해야 함을 이해한다.
100kg 바위를 혼자 옮긴다면?
아르키메데스가 말했다는 유명한 말: '나에게 받침점과 긴 막대를 주면 지구라도 들어 올리겠다.'
과연 진짜일까요? 아래에서 직접 받침점 위치를 바꿔 보며 확인해 봅시다.
먼저 예상해 보세요
짐 쪽 팔이 1m, 힘 쪽 팔이 2m일 때 40kg 짐을 드는 데 필요한 힘은?
지레 실험대
🎯 받침점을 움직여(팔 길이 조절) 40kg·100kg 짐을 들어 보세요. 힘 쪽 팔을 길게 할수록 필요한 힘이 어떻게 변하는지 도감을 채우며 확인해 보세요.
지레 실험대
🎯 받침점을 움직여(팔 길이 조절) 40kg·100kg 짐을 들어 보세요. 힘 쪽 팔을 길게 할수록 필요한 힘이 어떻게 변하는지 도감을 채우며 확인해 보세요.
발견 도감
0 / 3 발견
무게 × 거리 = 힘 × 거리
지레는 모멘트(돌림힘) 의 균형입니다: 짐 × 짐 팔 = 힘 × 힘 팔.
짐 팔 1m에 40kg이면 왼쪽 모멘트는 40. 오른쪽 팔이 2m면 필요한 힘은 40÷2 = 20kg — 팔이 두 배면 힘은 절반입니다.
대가는 '거리'입니다 — 힘 쪽 끝은 짐보다 두 배 멀리 움직여야 합니다. 힘을 아끼는 대신 거리를 더 쓰는 트레이드오프가 지레의 본질입니다.
주변의 지레들
빠루(못 뽑는 막대), 병따개, 가위, 시소, 지게차 팔 — 모두 지레입니다. 팔 길이 비율이 '몇 배의 힘 이득'을 정합니다.
도전: 지구를 들려면?
🎯 짐 팔을 0.5m, 힘 팔을 3m로 하면 100kg 짐을 몇 kg으로 들 수 있나요? '힘의 배율' 수치로 확인해 보세요.
도전: 지구를 들려면?
🎯 짐 팔을 0.5m, 힘 팔을 3m로 하면 100kg 짐을 몇 kg으로 들 수 있나요? '힘의 배율' 수치로 확인해 보세요.
발견 도감
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확인 퀴즈
지레가 균형을 이루는 조건은?
40kg 짐, 짐 팔 1m, 힘 팔 2m일 때 필요한 힘은 몇 kg?
힘을 절반으로 줄이면 대가는?
지레가 힘을 '곱해' 주는 원리를 봤습니다. 다음엔 줄을 여러 가닥으로 나눠 같은 트릭을 쓰는 도르래를 봅시다.