물2 돌림힘(토크) 개인적인 풀이방식 공유

토크는 다들 아시다시피 돌림힘인데

필자도 어려워했습니다... 

하지만 하다보면 알게됩니다.

 어떻게 접근해야 맞는 접근법인지, 

일단 풀이법은 여러개가 있는데 다 머리속에 들어가있어야 문제를 풀 수 있어요.

1. 힘의 평형

2. 돌림힘의 평형

3. 질량중심

이 세개가 가장 기본적이고도 많이 쓰이는 풀이법인데, 

하지만 추가로 알면 좋은 풀이법은

4. 힘의 합성/분해

각각 풀이법들은 나중에 따로 정리해서 알려드리겠습니다.

이글은 일단 이 풀이법들을 한번 이상 문제에 적용해봤다 하는 사람에게 읽기 추천합니다.

(물리황님들은.... 안보셔도 무의식적으로 이렇게 푸실 가능성이 높습니다...)

step 1 막대를 찾아라

돌림힘 평형 문제에 거의 대부분 문제엔 막대가 등장하게 됩니다.

받침대위에 올려있든 실에 묶여있든 등장하긴 해요.

이게 문제풀이의 핵심이 되는겁니다.

막대를 기준으로 잡아야 문풀이 쉬워집니다.

step 2 핵심 물리량 찾기

핵심 물리량은 찾으면 꿀입니다.

변수 적게놓고 빠르게 풀수있습니다.

step 3 직관적으로 표현

이건 물리에 익숙해지면 안하고도 다 풀리죠.

대부분은 막대 기준으로 표현하게 됩니다.

하지만 하면 좋은 경우가 많습니다.

step 4 힘의 평형 적용

이건 무조건 해본다고 보면 됩니다.

step 5 돌림힘의 평형, 질량중심 둘중 하나 선택해서 풀이

이건 당연한겁니다.

(필자같은 경우엔 처음부터 돌림힘 평형 쓰려다가 문제 풀때 다틀렸죠... 하하)

일단 단순한(?) 예제를 들고오겠습니다.

2017 기출

이 문제 같은 경우에는

step1 막대 찾기

일단 막대를 찾으면 바닥재가 막대가 되는겁니다

step 2 핵심 물리량 찾기

그리고 이 문제에선 기둥이 떠받치는 힘이 모두 같다고 했네요.

그럼 각각의 기둥이 떠받치는 힘 = 핵심 물리량이 됩니다.

이 힘을 N 이라고 두고 가겠습니다

step 3 직관적으로 표현(이건 생략 실제론 막대 그림 그려놓고 푸는게 좋습니다) 

step 4 힘의 평형 적용

그럼 지붕 밑 바닥재는 N의 힘을 받습니다.

바닥재가 위에서 받는 힘은 총합이 2N + 지붕밑기둥의 무게 = 2N + 2mg + 2mg(바닥재 무게) = 4N(기둥4개가 주는 위방향 힘)

그럼 2N = 4mg

N = 2mg

즉 지붕의 무게는 2N 으로 4mg가 됩니다.

step 5 돌림힘의 평형, 질량중심 둘중 하나 선택해서 풀이

여기서 팁이 하나 있는데 돌림힘의 평형을 사용할때는

중심점을 아무거나 하나 잡게 됩니다.

이 중심점을 계산이 쉬운 곳에 놓으면 좋습니다.

질량중심의 경우엔... 이 문제에선 별로지만 쓰는 방법은

"질량중심의 위치가 같다" 라고 생각하고 푸시면 편함(양쪽 질량중심의 위치가 같다 = 평형상태이다)

계산은 귀찮.... 하하...

참고로 이 step 이 언제나 통용되는건 아니고 이보다 좋은 풀이법을 쓸수도 있는 문제가 있긴 합니다,

아까 잠깐 말했던 

4. 힘의 합성/분해

이건데 이건 다른 글에서 알려드리겠습니다!.... 

그리고 이 풀이 과정 정리는 배기범t 강의를 듣고 개인적인 정리를 하면서 생각해낸 과정입니다

실제로 저 문제도 배기범t 강의에 나와요!