개념 한 쪽
생체역학과 인간공학 문제에서 회전하려는 경향은 모멘트로 표현된다는 사실을 자주 묻는다. 모멘트는 힘과 그 힘이 회전 중심까지 떨어진 거리의 곱으로 정의된다는 점을 핵심으로 기억한다. 정적 평형 상태에서는 힘의 합과 모멘트의 합이 모두 0이 되는 조건을 적용해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「힘과 모멘트」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 모멘트 정의 판단 | 1 | 모멘트가 힘과 거리의 곱인지 여부를 가리기 |
| 해부학적 용어 구분과 적용 | 1 | 신체 운동 용어의 방향성을 묻는 문제와 연결된 이해 |
| 동작경제의 신체 사용 원칙 | 1 | 동작경제 원칙 중 신체 사용 항목을 선택하는 문제 |
모멘트는 물체를 회전시키려는 경향을 수치로 나타낸 값으로 정의된다. 구체적으로 모멘트는 작용하는 힘의 크기와 그 힘의 작용선에서 회전 중심까지의 수직 거리를 곱한 값으로 나타낸다. 따라서 같은 힘이라도 회전 중심에서 멀리 작용할수록 모멘트는 커진다고 본다.
정적 평형을 판단할 때는 두 가지 조건을 모두 확인해야 한다. 첫째, 모든 외부에 작용하는 힘의 벡터 합이 0이어야 한다. 둘째, 특정 중심에 대해 모든 모멘트의 합이 0이어야 한다. 이 두 조건이 충족되어야 물체가 평형을 이루고 회전이나 병진 운동이 발생하지 않는다고 본다.
문제 해결 시 핵심은 모멘트의 정의를 먼저 떠올리는 것이다. 모멘트 = 힘 × 거리(비례) 공식을 적용하여 보기들의 진위를 판단한다. 거리와 반비례한다는 설명이나 모멘트가 위치에 따라 변한다는 잘못된 서술을 주의하여 고른다.
모멘트 관련 문제는 개념 확인형과 평형 조건 적용형으로 나뉜다. 정의를 묻는 지문에서는 거리의 비례성을, 평형 문제에서는 힘합과 모멘트합이 0이라는 원리를 바탕으로 해결한다.
모멘트의 정의를 묻는 보기에서 '거리에 반비례한다'는 문장이 보이면 이는 틀린 설명으로 판정한다. 예를 들어 같은 크기의 힘이 회전 중심에서 두 배 떨어진 점과 한 배 떨어진 점에 작용하면, 두 배 떨어진 점에서의 모멘트가 더 크므로 거리에 비례한다고 설명한다.
평형 조건을 묻는 문제에서는 주어진 힘들의 합과 각 힘이 만드는 모멘트를 계산하여 합이 0인지 확인한다. 힘들이 서로 상쇄되더라도 모멘트합이 0이 아니면 회전이 발생하므로 두 조건을 모두 점검하는 절차를 항상 적용한다.
사람이 정확하고 정밀한 동작을 수행하기 위해 근육들이 반대 방향으로 작용을 하며 정적인 반응을 보이는데 이때 근육의 잔잔한 떨림(진전,振顫)이 일어난다. 다음 중 진전을 감소시킬 수 있는 방법이 아닌 것은?
정답 ③ · 문제는 정밀한 동작 수행 시 발생하는 진전(미세 떨림)을 감소시키는 방법이 아닌 것을 고르라는 내용이다. 시각적 참조와 작업 부위 지지, 작업 대상물에 마찰을 주는 것은 모두 안정성 향상이나 진동 감쇠를 통해 떨림을 줄이는 방법이다.
신체 부위의 운동 동작에서 몸의 중심선으로부터의 이동을 의미하는 것은?
정답 ④ · 신체 부위의 운동 용어에서 외전(abduction)은 팔다리를 몸의 중심선(정중선)으로부터 멀어지는 방향으로 움직이는 것을 의미합니다. 반대로 몸 중심선 쪽으로 모으는 운동은 내전(adduction)이라고 하며, 굴곡과 신전은 관절 각도를 줄이거나 늘리는 운동을 가리킵니다.
외전(abduction)은 신체 부위가 몸의 중심선으로부터 멀어지는 방향으로 움직이는 동작입니다.
다음 중 동작경제원칙에 있어 신체 사용에 관한 원칙에 해당하는 것은?
정답 ① · 문항은 동작경제원칙 중 신체 사용과 관련된 원칙을 묻고 있다. 신체 사용 원칙은 작업 동작이 자연스럽고 리듬감 있게 배치되어 피로를 줄이고 효율을 높이는 것을 강조하므로 ‘쉽고 자연스러운 리듬을 만들도록 동작을 배치’한다는 설명이 해당한다.
동작경제원칙 중 신체 사용 원칙은 자연스러운 리듬과 피로도 감소를 중시하며, 위치 배치나 도구 결합은 다른 범주에 속한다.
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