[스포츠과학 이야기] 지렛대 원리로 큰 물체 회전시키는 힘

베이징올림픽 유도경기에서 체격이 작은 최민호가 체격이 큰 서양 선수를 허리로 메치는 기술을 볼 수 있었다. 이는 최민호가 허리를 이용해 상대 선수의 신체중심을 높이면서 회전을 일으키는 효과를 잘 활용한 경우이다. 이와 같이 회전을 일으키는 효과를 토크(torque)라 한다. 놀이터의 시소는 체중만으로 회전을 일으키지 못한다. 회전축으로부터의 거리가 중요하다는 것은 누구나 잘 아는 사실이다. 직선운동에서 힘은 운동을 일으키는 원인이며, 회전운동에서 직선운동과 대응되는 것이 바로 토크이다.

정지상태의 물체를 움직이려면 힘을 작용시키는 것처럼 물체를 회전시키려면 토크를 작용시켜야 한다. 토크는 지렛대의 원리이며, 지렛대는 긴 막대를 이용해 작은 힘으로 무거운 물체를 들어올린다. 지렛대를 이용해 무거운 물건을 움직일 때, 막대의 길이가 길수록 무거운 물건을 쉽게 움직인다. 지렛대는 받침점에 대한 회전으로 무거운 물건을 움직인다. 즉, 지레는 긴 막대를 이용해 회전을 일으키는 효과를 얻는 원리인 것이다.

이러한 토크의 원리를 일상생활에서 적용되는 것을 흔히 볼 수 있다.

송주호 KISS 선임연구원

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