장력 계산기

수직으로 가속하는 물체를 지지하는 로프나 케이블의 장력을 계산합니다.

장력 계산
SI 단위로 입력하세요. 위쪽 가속도는 양수, 아래쪽 가속도는 음수입니다.

장력이란?

장력은 팽팽한 로프, 케이블, 사슬 등의 연결 부재를 통해 전달되는 당기는 힘입니다. 이 계산기는 가벼운 로프에 매달린 하나의 물체가 수직으로 움직이는 일반적인 경우를 다룹니다. 기본 방정식은 T = m(g + a)이며 T는 뉴턴 단위 장력, m은 킬로그램 단위 질량, g는 미터 매 초 제곱 단위 중력 가속도, a는 하중의 수직 가속도입니다. 양의 가속도는 위쪽, 음의 가속도는 아래쪽을 가리킵니다. 정지하거나 일정한 속도로 움직이는 하중은 가속도가 0이므로 장력이 무게 mg와 같습니다. 하중이 위쪽으로 가속하면 로프는 무게를 지탱하면서 추가적인 위쪽 가속도도 만들어야 하므로 장력이 무게보다 큽니다. 자유 낙하가 아닌 아래쪽 가속에서는 장력이 무게보다 작습니다. a = -g이면 물체와 로프는 자유 낙하하며 이상적인 방정식의 장력은 0입니다. 이 모델은 로프에 질량과 늘어남이 없고 도르래 마찰이 없으며 중력장이 균일하다고 가정합니다. 엔지니어는 인양 케이블 규격 선정, 엘리베이터 분석, 호이스트 검토, 기초 동역학 학습에 장력 계산을 사용합니다. 계산된 힘은 이상적인 작업 힘일 뿐입니다. 실제 설계에서는 충격 하중, 로프 질량, 굽힘, 마모, 피로, 환경 노출, 연결부 강도, 적절한 안전 계수도 고려합니다. 이상적인 계산기 결과만으로 인양 장비를 선택하지 마세요. 제조사의 허용 작업 하중과 관련 안전 기준을 따르세요. 부호 규약이 중요합니다. 물체가 현재 반대 방향으로 움직이더라도 위쪽 가속도는 양수, 아래쪽 가속도는 음수로 입력하세요. 속도가 가속도의 부호를 결정하지는 않습니다. 지구의 표준 중력 가속도는 약 9.81 m/s²이지만 실제 값은 위도와 고도에 따라 조금 달라집니다. 다른 장소나 천체에 맞게 중력 항목을 바꿀 수 있습니다. 모든 값을 표시된 SI 단위로 입력하면 결과가 뉴턴으로 바로 나옵니다.

장력 계산 예시

다음 예시는 T = m(g + a), g = 9.81 m/s²을 사용합니다.

입력값장력상황
m = 10 kg, a = 0 m/s²98.1 N정지한 하중
m = 25 kg, a = 2 m/s²295.25 N위쪽으로 가속
m = 50 kg, a = -1.5 m/s²415.5 N아래쪽으로 가속

장력 계산 방법

  1. 지지하는 물체의 질량을 킬로그램으로 입력합니다.
  2. 수직 가속도를 위쪽은 양수, 아래쪽은 음수로 입력합니다.
  3. 해당 위치의 중력 가속도를 확인합니다.
  4. 장력 계산을 선택하고 뉴턴 단위의 힘을 확인합니다.

자주 묻는 질문

장력은 무게와 같은가요?

이 모델에서는 수직 가속도가 0일 때만 장력이 무게와 같습니다. 위쪽 또는 아래쪽 가속도에 따라 로프가 지탱하는 힘이 달라집니다.

가속도가 음수일 수 있는 이유는 무엇인가요?

계산기는 위쪽을 양의 방향으로 정의하므로 아래쪽 가속도는 음수입니다. 이 부호 규약으로 같은 방정식이 들어 올리기와 내리기를 모두 설명합니다.

자유 낙하에서는 어떻게 되나요?

아래쪽 가속도가 중력 가속도와 같으면 이상적인 장력은 0입니다. 로프가 낙하하는 물체를 지지하거나 가속할 필요가 없어집니다.

이 결과로 케이블을 선택해도 되나요?

결과는 이상적인 동적 힘이며 정격 작업 하중이 아닙니다. 공학적 안전 계수를 적용하고 케이블, 줄걸이 장비, 관련 규정의 지침을 따르세요.

로프 질량이 장력에 영향을 주나요?

네. 실제 로프의 무게 때문에 길이 방향으로 장력이 달라질 수 있습니다. 이 단순 계산기는 로프의 질량을 무시하고 하중 위치의 힘을 표시합니다.