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뉴턴 밀리미터(N·mm)는 더욱 정밀한 작업에서 사용하는 단위로, 아주 작은 거리에서의 토크를 측정합니다. 이는 1 뉴턴의 힘이 회전축에서 1 밀리미터 거리에서 축과 수직으로 가해질 때 발생하는 회전력을 측정합니다.
토크(Torque)의 기본 개념
토크란 물체를 회전시키는 힘의 크기를 말합니다. 회전축에서 일정 거리만큼 떨어진 지점에 힘이 가해질 때 발생하는 회전력을 측정합니다.
예시
다음은 0.5N의 힘이 5mm 지점에서 90° 각도로 작용하는 상황을 시각화한 이미지입니다.
아래는 뉴턴 밀리미터 단위를 기반으로 한 수치 정보입니다.
- 힘 (\(F\)): \(0.5\ \text{N}\)
이는 약 50g의 물체가 지면에 작용하는 힘과 비슷합니다. 즉, 약 50g짜리 물체를 수직으로 누르는 정도의 힘이 가해졌다고 생각할 수 있습니다. - 거리 (\(r\)): \(5\ \text{mm}\)
회전축에서 힘이 작용하는 지점까지의 거리는 약 5mm로, 손톱 크기 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.
\[ \tau = 0.5 \cdot 5 \cdot \sin(90^\circ) \]
\[ \sin(90^\circ) = 1 \]
\[ \tau = 0.5 \cdot 5 \cdot 1 = 2.5\ \text{N·mm} \]
따라서, 이 상황에서의 토크는 2.5 N·mm입니다.
결과를 일상적인 비유로 설명
- 초정밀 작업: 전자기기의 미세 부품을 조립할 때의 힘과 유사합니다.
- 5mm 길이의 레버로 약 50g의 힘을 가하면 미세한 조정 작업이 가능합니다.
- 더 짧은 거리에서는 동일한 토크를 위해 더 큰 힘이 필요합니다.
- 뉴턴 밀리미터는 정밀한 기계 및 전자기기 작업에서 필수적인 단위입니다.
- 짧은 거리에서의 작업에 적합하며, 더 큰 힘과 회전력의 상관관계를 이해하는 데 유용합니다.
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