Torque
물체의 회전축이나 지지점으로부터 일정 거리를 두고 힘이 작용하면 물체는 회전축이나 지지점을 축으로
하여 회전운동이 일어난다. 이렇게 힘의 작용선이 물체 중심을 통과하지 않는 비평형력이 가해졌을 때 물체가 축을 중심으로 회전하려는 경향이
생긴다. 즉, 회전축이나 지지점을 중심으로 회전력(rotation force), 비틀림력(torsion force)이나 굽힘력(bending
force)의 크기를 갖게 된다. 역학적으로 볼 때 토크는 회전운동시 힘 역할을 하게 도니다. 그래서 토크는 각속도를 만들고 힘은 선속도를
만들게 된다.
레오나르도 다빈치는 토크 개념에서 힘이 지렛대에 수직으로 작용하고 있지 않는경우를 고려하였다. 막대에
수직으로 작용하고 있지 않은 힘이 막대 한쪽 끝을 지지점으로 하여 막대를 들어올리도록 작용하고 있을 경우 벡터 분해에 의해 막대에 대해 수평한
힘의 성분은 단지 지지점에서 막대를 잡아당기는 구실을 하고 힘의 수직성분만이 막대를 회전시키는 효과를 준다. 그러므로 토크는 수직성분의 크기에
영향에 의해 결정된다.
다빈치는 지렛팔(lever arm)이라 부르는 수직거리에 작용하는 힘을 고려하여야 한다고 지적하였다.
지레팔은 지지점 또는 회전축으로부터 힘의 작용선까지의 수직거리이다.
즉 힘 F는 Fy (수직성분과)와 Fx( 수평성분)로 나눠진다. 하지만 Fy요소만이 막대를
Torque를 발생시킨다는 것이다. T(torque)= Fy * L이 되는 것이다. (Fy= Fcos30°)
1. 모멘트
; 모멘트와 토크의 수학적인 의미 차이는 전혀 없다. 단지 역학적으로 구분할 때 모멘트는 지점으로부터
일정거리에 힘이 가해져 물체가 회전하기 보다는 굽혀지는 현상이 일어나는 정적인 상태를 모멘트라하고 다이빙대가 그 좋은 예이다
2. 토크
; 회전축으로부터 일정거리에서 힘이 가해져 회전하려는 현상이 일어나는
경우로 지하철 개찰구를 통과할 때 가로로 놓여진 봉을 밀 때 봉이 회전운동을 하게 된다. 또한 우리 몸의 분절 움직임도 좋은 예이다. 즉
관절을 중심으로 근수축에 의한 분절의 움직임을 말하는 것이다.
또한 힘의
크기가 같고 방향이 서로 반대인 힘이 일정간격을 두고 동시에 짝을 이룬 힘으로 작용해 비트는 현상이 생기는 경우도 토크에 해당한다. 일상생활의
예로는 운전을 하기 위해 운전대를 양손으로 잡고 돌릴 때 비틀림에 의한 토크가 발생한다는 것을 볼수 있다. 이렇게 모멘트가 정적인 상황인데 반해
토크는 동적인 상태를 말하는 것이다.
따라서 토크는
회전중심 주위에서 일어나는 회전과 비틀림의 크기라고 볼수 있다. 인체에서는 팔을 드는 동안 견갑골의 상방회전을 예를 들수가
있다.
