Tip:
Highlight text to annotate it
X
기어는 도처에 있습니다.
자동차, 엘리베이터, 심지어 자전거에도 있습니다.
이 물건들은 기어의 작동이 없으면 움직이지 않습니다.
그렇다면 기어가 무슨 일을 하는지 어떻게 알 수 있을까요?
우리는 기어를 살펴보고 기어를 움직이게 하는 물리학과 공학에 대해 이해해볼 겁니다.
그 다음에 우리는 어떻게 하면 자전거 경주에서 승리할 수 있는지 알아내기 위해 배운 방법을 사용할 것입니다.
자, 여러분은 이제 자전거 경주를 할 준비가 다 되었습니다.
가장 중요한 것은 회전력에 대해 알아야 합니다.
회전력은 힘과 거리로 구성됩니다. 힘은 밀거나 당기는 것이고, 중심점이라는 것으로부터 일정한 거리만큼 떨어져 작용합니다.
제가 회전문을 밀기 위해 시도하는 것을 보세요.
이곳에서는 힘이 듭니다.
그러나 이곳에서는 훨씬 더 쉽습니다.
그 이유는 무엇일까요?
자, 여러분이 중심점에 가깝게 문을 열려고 시도한다면, 큰 힘이 필요할 것입니다.
그리고 중심점으로부터 멀어지면 회전힘의 거리가 증가됩니다.
여러분은 더 적은 힘의 사용을 필요로 할 것입니다.
하지만 단점은 무엇일까요?
이것을 위에서 봅시다.
이 회전문은 돌아가기 위해 약간의 회전력이 필요합니다.
여러분은 중심점으로부터 가까이에서 큰 힘을 가하거나 멀리 떨어져서 작은 힘을 가함으로써 그 회전값을 얻을 수 있습니다.
그런데 여러분이 큰 힘을 가한다면, 한번 돌기 위해 작은 원만큼만 움직이면 됩니다.
작은 힘을 주는 것은 쉽지만 여러분은 더 큰 원을 그리며 돌아야 할 것입니다.
기어도 비슷한 방법으로 작동합니다.
기어는 서로 맞물려 있으므로 서로에게 힘을 가합니다.
그리고 기어의 크기는 회전력이 작용하는 거리를 결정합니다.
한 회전력 값은 첫 번째 기어를 작동하게 하고, 두번째 기어에는 다른 회전력 값을 해야합니다.
두 번째에는 더 큰 회전력이 필요합니다.
그렇다면 무슨 거래를 한 것일까요?
더 큰 기어는 더 큰 회전력을 가지고 있지만 한 번 회전하려면 더 많은 거리를 움직여야 합니다.
어디에선가 들어본 말인가요?
자전거는 본래 쇠사슬 기어라고 불리는 장치를 사용하는데, 이 특별한 기어를 사용하기 위해서 사슬을 이용합니다.
자, 이제 뒤쪽에 있는 쇠사슬 기어의 크기를 바꾸어봅시다.
뒷바퀴를 움직이게 하는 것이죠.
그러나 쇠사슬 기어의 크기를 바꾸거나 사슬을 바꾸는 것만으로 어떻게 여러분이 더 나은 자전거 경주자가 될 수 있도록 도와줄까요?
그래서 이것을 테스트해보기 위해 우리는 경주를 할 것입니다.
이 경주에서, 첫 번째 자전거 경주자가 저인데 저는 큰 쇠사슬 기어에 멈출 것입니다.
두 번째 자전거 경주자는 더 작은 기어에 멈출 것입니다.
그리고 그들은 떨어져 있습니다.
두 번째 자전거 경주자가 먼저 출발한 다음에 첫 번째 자전거 경주자는 거리를 따라잡기 위해 맹렬히 페달을 밟습니다.
오, 두 번째 자전거 경주자는 언덕에 올라갈만한 충분한 회전력을 얻지 못하는 것처럼 보입니다.
첫 번째 자전거 경주자는 두 번째 자전거를 가뿐이 따라잡았습니다.
두 번째 자전거 경주자가 내리막길에서 따라잡을 수 있을까요?
해냈습니다.
결승점에 가까워지고 있습니다.
그리고 두 번째 자전거 경주자가 이겼습니다.
여러분께서 보신 것처럼, 큰 쇠사슬 기어를 이용하면 언덕을 오를 때 큰 회전력을 바퀴에 전달하게 됩니다.
아주 쉽게 말이죠.
하지만 어디든 가기 위해서는 다리를 움직여야 합니다.
마치 중심점에서 멀리 떨어져 회전문을 움직이는 것처럼 말입니다.
이것은 더 쉽지만, 더 많은 거리를 움직여야 합니다.
작은 쇠사슬 기어는 바퀴를 여러 번 돌리게 합니다.
하지만 다른 회전힘이 없이는 언덕을 올라가는 것이 힘듭니다.
중심점에서 가까운 곳에서 문을 움직이는 것처럼 힘들지만 작은 거리만 움직이면 됩니다.
저는 여러분이 기어와 관련된 다양한 장단점을 조금이라도 배웠기를 바랍니다.
아직 배울 것이 많이 있습니다.
다음에 봅시다.