Mechanical Advantage 용어의 이해

Mechanical Advantage 를 우리말로 "기계적인 이점" 으로 직역할 수 있습니다. 용어의 사전적 의미는 레버나 도르래와 같은 기계를 동작하면서 발생하는 힘의 비율로 정의합니다. 도르래는 밧줄이나 체인이 달려있는 하나의 바퀴로 이루어진 간단한 기계를 말하며 다른 한쪽 끝의 밧줄이나 체인을 당기면 물체의 위치를 이동시킬 수 있는 장치를 말합니다. 

 

위의 그림에서 물체 (Weight) 를 위로 밀어 올리기 위해서는 힘(Effort)이 필요합니다. 도르래는 방향을 전환하거나 힘을 증폭하여 작업을 쉽게 할 수 있게 하는 기계 장치로 정의되며 Weight 는 기계가 이동하려는 개체로인 Load로 정의됩니다. 기계를 통해 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다. 

 

• 행사하는 힘의 양 변경
• 힘을 가하는 거리의 변경
• 힘이 작용하는 방향의 변경

 

풀리의 동작 개념은 위의 그림에서 알 수 있듯이 힘(Effort)이 아래로 가해지며 로프를 당길 때 하중(Weight)는 위로 이동합니다. 이는 힘이 하중보다 잡아 당기는 힘이 크면서 발생하는 기계적 방향 전환을 이루기 때문입니다. 

 

 

 

Mechanical Advantage 의 이해

 

위로 들어 올리고자 하는 물체의 중량이 10 kg 이고 이를 들어 올릴 때 들어간 힘이 10 kg 이었다면 이 때 발생한 Mechanical Advantage 는 10kg/10kg 이므로 1:1 로 계산합니다. 

만약 도르래에 설치 된 로프가 2개 였다면 들어 올릴 때 힘이 분산되어 5 kg 의 힘을 사용하여 기계적 이점은 10 kg / 5 kg 이며 이는 2:1 로 계산합니다. 다시 말해 기계를 사용하여 물체를 들어 올릴 때 2배 쉽게 이동시켰다는 것을 의미합니다. 

 

• Mechanical Advantage = Load force : Effort force
• Effort force = Load force / Number of ropes

 

1. Mechanical Advantage 계산 값이 1:1 이 나온다면 이는 기계를 사용하여 얻는 이점이 전혀 없는 것으로 정의합니다. 
2. Mechanical Advantage 계산 값이 1 보다 크게 나온다면 이는 기계를 통해 일을 쉽게 한다는 것으로 정의합니다. 
3. Mechanical Advantage 계산 값이 1 보다 작게 나온다면 이는 일을 어렵게 한다는 것으로 정의합니다. 

 

내용정리

 

 

Mechanical Advantage 는 기계를 사용하면서 발생하는 힘의 비율을 정의한 용어로써 물체의 중량(Weight)과 이를 들어올릴 때 사용한 힘(Effort) 의 비율을 확인하여 기계적 이점을 확인합니다. 수치상 1을 기준으로 1보다 클 때는 기계를 사용하여 힘을 덜 사용한 것이며 1보다 같을 경우 기계적 이점이 없는 것을 의미합니다. 

 

Inside Insights (By Chandler)