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뉴턴 센티미터(N·cm)는 뉴턴 미터의 작은 버전으로, 정밀한 작업에서 주로 사용됩니다. 이는 1 뉴턴의 힘이 회전축에서 1 센티미터 거리에서 축과 수직으로 가해질 때 발생하는 회전력을 측정합니다.
토크란 물체를 회전시키는 힘의 크기를 말합니다. 회전축에서 일정 거리만큼 떨어진 지점에 힘이 가해질 때 발생하는 회전력을 측정합니다. 다음은 2N의 힘이 10cm 지점에서 90° 각도로 작용하는 상황입니다:
아래는 뉴턴 센티미터 단위를 기반으로 한 수치 정보입니다.
- 힘 (\(F\)): \(2\ \text{N}\). 이는 약 200g의 물체가 지면에 작용하는 힘과 비슷합니다. 즉, 약 200g짜리 물체를 수직으로 누르는 정도의 힘이 가해졌다고 생각할 수 있습니다.
- 거리 (\(r\)): \(10\ \text{cm}\). 회전축에서 힘이 작용하는 지점까지의 거리는 약 10cm로, 손가락 길이 정도의 거리입니다.
- 각도 (\(\theta\)): \(90^\circ\). 힘이 회전축과 수직으로 작용하여 가장 효율적인 회전력을 만듭니다.
토크의 공식은 다음과 같습니다.
\[ \tau = F \cdot r \cdot \sin(\theta) \]
수치를 대입합니다.
\[ \tau = 2 \cdot 10 \cdot \sin(90^\circ) \]
\[ \sin(90^\circ) = 1 \]
\[ \tau = 2 \cdot 10 \cdot 1 = 20\ \text{N·cm} \]
따라서, 이 상황에서의 토크는 20 N·cm입니다.
결과를 일상적인 비유로 설명
- 정밀한 조립: 작은 전자기기의 나사를 돌릴 때의 힘과 유사합니다.
- 10cm 길이의 드라이버로 약 200g의 힘을 가해 나사를 돌릴 때 발생하는 회전력입니다.
- 길이가 짧아지면 동일한 토크를 위해 더 큰 힘이 필요합니다.
- 뉴턴 센티미터는 정밀한 기계 작업에서 유용한 단위입니다.
- 더 짧은 거리에서 동일한 토크를 얻으려면 더 큰 힘이 필요합니다.
- 전자기기, 소형 기계의 회전력 측정에 자주 사용됩니다.
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