[Physics] Example : Torque

다음과 같이, CM 과 C를 잇는 직선이 지표면과 수직을 이루고 있고 힘의 평형상태를 이루고 있다고 할 때,
Hip Abductor Force(HAF)는 얼마가 되는가?

 

간단히 살펴보기 위해서,

CM에 전체 BW가 가해진다고 가정 (신체의 다른 영향 무시...)

중력가속도의 값을 $10m/s^2$ 으로 한다.

 

생각해 볼 것.

이 문제에 해당하는 Lever(지레) 의 종류는 무엇인가?

Mass와 Weight의 관계, Torque의 정의를 생각해 볼 것.

cross product 계산 및 net torque 계산방법을 고려.

 

풀이

Torque $\vec{\tau}=\vec{r}\times \vec{F}$ 를 이용하면 HAF에 의해선 반시계방향(CCW)회전이, BW에 의해선 시계방향(CW)회전이 발생함. 이 둘이 같은 크기를 가져야 역학적 평형이 됨. 위 식의 left side가 HAF, right side는 BW에 의한 torque에 해당함. 이는 일종의 class 1 lever로 생각할 수 있음(그림 상단 참고). 이로부터 HAF를 구하면 1421.60N이 나옴. 실제로 CM에 걸리는 체중 (700N)에 대해 2배 정도에 해당함을 알 수 있음.