축바퀴의 이용

축바퀴의 이용

축바퀴는 지름이 다른 두 개의 원통을 하나의 축에 고정시켜 회전할 수 있도록 만든 장치입니다. 축바퀴도 지레의 원리를 이용한 것으로 축바퀴에는 힘점, 받침점, 작용점이 있습니다. 즉, 힘을 주어 돌리는 부분이 힘점, 고정되어 있는 회전축이 받침점, 물체가 매달려 있거나 아니면 축바퀴에 연결되어 작동이 되는 부분이 작용점입니다. 즉, 축바퀴는 1종 지레와 같은 형태로 받침점에서 작용점 사이의 거리보다 받침점에서 힘점 사이의 거리를 길게 해서 힘이 덜 들게 하는 원리입니다.

  ▲축바퀴

축바퀴에서 중심축을 회전시키면 두 회전체는 일정하게 회전하지만 회전하는 거리는 반지름에 따라 달라지게 됩니다. 즉, 반지름이 큰 회전체가 더 많은 거리를 회전하게 됩니다. 이 현상을 이용하면 적은 힘을 가지고도 일을 할 수 있습니다. 반지름이 두 배인 회전체를 이용하면 물체를 움직이기 위해 이동해야 하는 거리는 늘어나지만 절반 정도의 힘으로 물체를 움직일 수 있는 것이지요.

야구 방망이로 축바퀴의 원리를 설명할 수도 있습니다. 힘이 비슷한 사람끼리 야구 방망이 양끝을 잡고 서로 반대 방향으로 돌리는 시합을 해 봅시다. 누가 이길까요? 야구 방망이의 굵기가 굵은 쪽을 잡은 사람이 이기게 됩니다. 축의 둘레에 비해서 바퀴의 둘레가 클수록 적은 힘으로 축바퀴를 돌릴 수 있기 때문에 야구 방망이의 굵기가 굵은 쪽을 잡은 사람이 바퀴의 둘레가 조금 더 큰 쪽을 잡은 것과 같아 더 수월하게 야구 방망이를 돌릴 수 있게 되는 것이지요.

​이처럼 축의 둘레에 비해서 바퀴의 둘레가 클수록 적은 힘으로 축바퀴를 돌릴 수 있게 됩니다.

▲축바퀴의 이용

※출처:에듀넷