도르래와 유압 잭으로 무거운 것을 드는 원리

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1 / 11 두 가지 방법으로 드는 작업장왼쪽에는 50 kg 상자가 밧줄과 도르래에 매달려 있고, 오른쪽에는 1,200 kg 자동차가 유압 리프트 위에 서 있습니다. 구석의 계기판에 두 장치의 힘과 거리가 나옵니다. 밧줄을 잡은 손을 아래로 끌어 보세요.

끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.

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두 가지 방법으로 드는 작업장
왼쪽에는 50 kg 상자가 밧줄과 도르래에 매달려 있고, 오른쪽에는 1,200 kg 자동차가 유압 리프트 위에 서 있습니다. 구석의 계기판에 두 장치의 힘과 거리가 나옵니다. 밧줄을 잡은 손을 아래로 끌어 보세요.
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고정 도르래 하나
들보에 고정한 도르래 하나는 줄의 방향만 바꿉니다. 손은 상자 무게와 같은 490 N으로 당기고, 줄을 1 m 당기면 상자도 1 m 올라갑니다.
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움직도르래는 힘을 절반으로
이번에는 줄이 상자에 달린 도르래를 돌아 다시 위로 올라갑니다. 두 가닥이 상자를 나눠 받치니 한 가닥에 245 N씩 걸립니다. 그 대신 상자를 0.3 m 올리려면 줄을 0.6 m 당겨야 합니다.
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줄 여섯 가닥
위아래에 도르래를 세 개씩 달면 여섯 가닥이 무게를 나눠 받아 당기는 힘이 82 N으로 줄어듭니다. 번호 붙은 가닥을 세어 보면 알 수 있습니다. 상자를 0.5 m 올리는 데 줄 3 m가 들고, 그만큼 바닥의 사리가 커집니다.
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마찰이 떼어 가는 몫
실제 도르래는 한 번 돌 때마다 힘을 조금씩 잃습니다. 도르래 여섯 개에서 5%씩 잃으면 당기는 힘이 82 N에서 97 N으로 늘고, 손이 한 일 가운데 84%만 상자에 전해집니다.
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작은 피스톤을 누르면
지렛대가 지름 20 mm 피스톤을 기름 속으로 밀어 넣습니다. 파스칼의 원리에 따라 압력 1.04 MPa가 기름 어디에서나 같으므로, 면적이 36배인 지름 120 mm 램은 36배 큰 힘으로 밀어 올립니다.
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체크 밸브 두 개
펌프질 한 번은 두 단계로 나뉩니다. 피스톤을 올리면 흡입 쪽 공이 열려 탱크의 기름을 빨아들입니다. 누르면 흡입 쪽이 닫히고 램 쪽 공이 열리며, 손을 쉬는 동안에는 이 밸브가 차를 붙잡아 둡니다.
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작은 힘을 여러 번
50 mm를 한 번 누르면 차는 1.39 mm 올라가므로 0.3 m를 올리려면 216번 눌러야 합니다. 작은 피스톤을 키우면 차가 빨리 올라가지만, 손잡이에 드는 힘도 같은 비율로 커집니다.
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톱니바퀴 없는 사슬 도르래
사슬 도르래를 누르면 밧줄 도르래 대신 웨스턴 차동 도르래가 걸립니다. 홈이 10개, 9개인 사슬 바퀴가 함께 돌아서 한 바퀴마다 감는 사슬이 풀리는 사슬보다 조금 깁니다. 손 사슬은 200 kg 짐보다 20배 더 움직이고, 마찰이 없으면 당기는 힘은 98 N쯤입니다.
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굴착기 붐 실린더
자동차 리프트 뒤에서는 SANY SY215C 붐 실린더와 같은 보어 120 mm 복동 실린더가 3,000 kg을 단 붐을 듭니다. 압력은 짐이 정하고 여기서는 약 9.3 MPa로, 릴리프 압력 34.3 MPa보다 한참 낮습니다. 기름은 넓은 쪽에서 피스톤을 밀어내고, 로드가 있는 좁은 쪽에서 되당깁니다.
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브레이크 회로
앞쪽에서는 페달을 100 N으로 밀면 5 대 1 지렛대를 거쳐 5 mm 페달 실린더에 500 N이 걸립니다. 관 압력 25.5 MPa가 25 mm 캘리퍼 피스톤에 전해져 원판을 12,500 N으로 조입니다. 그 대신 페달 피스톤은 캘리퍼 피스톤보다 25배 더 움직여야 합니다.

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