[스크랩] 토크와 마력 정확히 구분해 봅시다. 단위는 아주 조금만^^
오늘은 드디어 토크로 넘어 갑니다.
뭐 그간 어려운 단위 공부하느라 고생이 많았으니 이제 개념위주고 갈까 합니다.
일단 토크는 회전력으로 간단히 정리 하구요.
정확히는 회전에 의한 일 되겠습니다.
산출하는 방법은 엔진이 1회전 할때 나오는 힘이구요.
단지 주의할것은 힘이라고 해서 단위가 킬로는 아니라는 거죠.
단위는 kgf.m의 단위를 씁니다. 정확히는 일의 단위죠.
엔진이 제자리에 있기는 하지만 회전하는 일을 하고 있으니 이건 일로 보아야 하거든요.
그리고 여기에 시간을 계산하면 이야기가 달라집니다.
같은 일을 해도 더 짧은 시간에 하는 것이 더 효율적이죠.
남들 2일 걸릴것을 하루에 끝냈다면 그 사람이 일을 더 효율적으로 한것이겠죠.
그런것을 일률이라고 부릅니다.
전체 일의 량을 시간으로 나눈거죠.
제가 이틀걸려 400킬로의 흙을 퍼날랐는데 설캔님이 하루에 400킬로를 퍼 날랐다면?
계산해 보면 전 하루에 200킬로씩 나른게 되죠? 일률이 낮게 나옵니다.
그런데 설캔님은 그 흙을 10미터 이동시켜 놓았고
우리의 마초 용직님은 하루에 200킬로이긴 해도 40미터를 이동시켰다면?
조금 복잡한가요?
이럴때 단위를 활용하는 거죠.
일의 단위는 kgf.m 즉 무게 곱하기 거리입니다.
설캔님의 일은 400킬로 곱하기 10미터 즉 4000kgf.m가 되구요.
용직님은 200킬로 곱하기 40미터 즉 8000kgf.m가 되네요.
용직님 승!
일의 개념은 힘, 또는 무게 곱하기 거리입니다.
아까 일률 이야기 했죠? 시간으로 나누라고?
비교해 볼까요?
10킬로를 10미터 나르는데 1초 걸린 사람
5킬로를 20미터 나르는데 1초 걸린 사람
20킬로를 10미터 나르는데 2초 걸린 사람
웬지 일률은 다 같을 것 같죠? 근데 계산이 좀...........
일률의 단위는?
kgf.m/s 요게요. 무게나 힘에다가 거리를 곱하고 걸린 시간으로 나누어 주라는 단위의 외침이
들리시나요?
다시 토크로 옵니다.
어느 차량의 토크가 10kgf.m입니다. 10킬로를 1미터 움직였다는 거죠. 그런데 시간은?
이 엔진이 시동을 걸어서 1500rpm으로 회전을 합니다.
1분에 1500번 돌고 있죠. 10킬로를 1미터 움직이는 일을 1분에 1500번 한겁니다.
만약 2000rpm이면 그 일을 1분에 2000번 한것이겠죠.
엔진이 빨리 돌아 갈수록 마력은 높이 집니다.
결론적으로 마력은? 토크 곱하기 엔진의 회전수 입니다.
토크는 일의 단위입니다만 마력은 일률의 단위 입니다.
일률은 한일을 시간으로 나눈 겁니다.
같은 시간에 더 많은 일을 한것이 일률이 높습니다.
결론적으로 엔진이 빨리 돌아 갈수록 마력은 높게 나옵니다.
간단히 예를 들어서
하나의 엔진이 토크가 일정하다고 할때 엔진의 회전수가 마력을 결정합니다.
토크는 10입니다. 엔진은 1초에 600번 돌아 갑니다. 그러면 일률은 6000kgf.m/s 겠죠?
(마력의 환산은 나중에....알아서......)
같은 토크로 엔진이 1초에 1200번 돌아 갑니다. 그럼 일률은 12000kgf.m/s 가 됩니다.
회전 속도에 따라 일률이 변하고 있죠? 토크는 같은데도 말입니다.
계산이 편하게 바꿔 봅니다.
토크는 같습니다. 그런데 일률이 7500kgf.m/s 인 엔진과 15000kgf.m/s 인 엔진이 있다면
두 엔진의 차이점은? 간단하죠? 회전 속도가 다른 겁니다.
마력의 경쟁은? 간단히 엔진의 최고 회전수를 올려 주는것으로 마력은
얼마든지 올릴수 있습니다.
제가 타는 차는 토크는 10 이고 최고 회전수는 분당 4500입니다.
계산해 보면 1분당 45000 의 토크가 나오고 마력으로 환산하자니
초 단위로 바꾸어야 해서 60으로 나눕니다. 그러면......
750kgf.m/s의 일률이 나오네요. 그것을 마력으로 바꾸어 주면
10마력이 나옵니다.
근데 제 친구차는 토크가 15 이고 최고 회전수가 4500 이라서 계산 안해도
15마력이 나옵니다. 부러운 거죠
그래서 차를 바꾸자니 돈이 들고 엔진을 바꾸자니 귀찮고 결국 엔진의 최고 회전수를
올려 줍니다. 분당 9000 으로 말이죠.
다시 계산해 보니 토크 10 곱하기 9000을 하면 1분에 나오는 토크는 90000 이 되고
이걸 다시 초단위로 바꾸려고 60으로 나누면 1500kgf.m/s가 되네요.
그러면 20마력이 되는 거죠.
음 열라 좋아 보이는데 마력이 두배가 되었는데 이게 좀......
연비도 더 않좋고 소리도 더 크고...뭔가 좀 이상하죠?
이게 마력의 함정입니다.
엔진의 성능은 토크가 말해주죠. 노킹이 일어나지 않는 선에서 최대의 토크를 뽑아 내는것이
기술입니다. 마력을 높이는게 기술이 아니라는 거죠. 마력은 그냥 엔진의 최고 회전수를
올리면 됩니다.
물론 차량의 성능 곡선을 보면 꼭 최고 회전수가 최대마력은 아닙니다.
문제는 토크도 엔진 회전수의 영향을 받거든요. 토크가 일정 하다면
최대 회전수에서 최대 마력이 나오겠죠. (이거 깊게 들어 가고 싶은 분을 말씀하세요
찾아가서 때려줄 거에요. 흡기효율 계산하려면............)
이 역시 토크의 곡선이 수평이 가까울수록 제어가 잘되는 엔진입니다.
결론은?
1. 마력은 토크 곱하기 회전수 이다.
2. 엔진의 기술력은 마력이 아닌 토크가 말해준다.
참고로 이 이야기의 등장인물은 사생활 보호를 위하여 닉네임을 사용하였으며
실제 닉네님의 주인공들이 흙을 퍼나르지는 않았습니다.
등장한 닉네임은 재연을 위한 가명임을 밝히며 실제 인물과는 아무 상관 없습니다.
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정확한 지적을 새 부신 분이 있어서 수정할께요.
나중에 다시 하겠지만 일단 토크는요.
주임과의 거리 곱하기 가해진 힘 곱하기 사인 알파구요.
회전력의 구분에서 우력과 모멘트의 개념은 좀 다르구요
토크응 그걸 뭉쳐서 그냥 토크라고 합니다.
회전력과 구동력은 좀 다르거든요^^ 같은 회전이라고 해도
힘이 중심에서 둘레로 가해지는지 아니면 둘레에서 중심으로 가해지는지
그리고 이미 회전하고 있는 물체의 회전 관성등등......
