🏗️ 도르레란 무엇인가요?

도르레는 바퀴에 줄을 걸어 물체를 들어 올리는 도구로, 적은 힘으로 물체를 옮기거나 힘의 방향을 바꾸기 위해 사용합니다. 중학교 과정에서는 크게 두 가지 종류의 도르레를 배웁니다.

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1. 고정 도르레: "방향만 바꿔요"

고정 도르레는 벽이나 천장에 단단히 고정되어 있는 도르레입니다. 깃대에서 국기를 올릴 때나 우물에서 두레박을 올릴 때 주로 사용합니다.

• 힘의 크기: 물체의 무게와 같은 힘이 듭니다. (F = W) 즉, 힘에서의 이득은 없습니다.
• 이동 거리: 줄을 당긴 거리(s)만큼 물체가 올라갑니다. (h = s)
• 특징: 힘의 방향을 바꿀 수 있어 편리합니다. (위로 들어 올리는 대신 아래로 당겨서 물체를 올릴 수 있음)

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2. 움직 도르레: "힘이 절반으로 줄어요"

움직 도르레는 물체와 함께 도르레 자체가 위아래로 움직이는 방식입니다. 공사장의 기중기 등에서 볼 수 있습니다.

• 힘의 크기: 물체 무게의 절반(1/2)만 힘을 주면 됩니다. (F =1/2W)
• 이동 거리: 물체를 1m 올리기 위해 줄을 2m 당겨야 합니다. (s = 2h)
• 특징: 힘은 이득을 보지만, 줄을 당기는 거리는 손해를 봅니다.

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3. 핵심 개념: 일의 원리 (Work Principle)

중학교 과학에서 도르레를 배울 때 가장 중요한 개념은 "도구를 사용해도 일의 양은 변하지 않는다"는 것입니다. 이를 일의 원리라고 합니다.

W (일의 양) = F (힘)x s (이동 거리)

• 고정 도르레: 힘도 그대로, 거리도 그대로이므로 일의 양이 같습니다.
• 움직 도르레: 힘은 1/2로 줄지만, 거리가 2배로 늘어나기 때문에 결국 곱셈 결과(일의 양)는 도구를 쓰지 않을 때와 같습니다.

Q. 그럼 왜 도구를 사용하나요?

A. 한 번에 줄 수 있는 힘의 크기에는 한계가 있기 때문입니다. 일의 총량은 같더라도, 더 작은 힘으로 나누어서 일을 할 수 있게 도와주는 것이 도르레의 역할입니다.

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📝 한눈에 비교하기

구분	고정 도르레	움직 도르레
힘의 이득	없음 (물체 무게만큼 필요)	2배 이득 (절반의 힘만 필요)
이동 거리	물체 이동 거리와 같음	2배 더 당겨야 함
힘의 방향	반대로 바뀜 (편리함)	바뀌지 않음 (위로 당김)
일의 양	변화 없음	변화 없음

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💡 학습 팁

복합 도르레(고정과 움직 도르레를 섞은 것) 문제가 나오면, 물체를 지탱하고 있는 줄의 개수를 세어보세요. 줄이 2개면 힘은 1/2, 줄이 4개면 힘은 1/4로 줄어든답니다!