토크(torque)

정의상 가정
내용상 가정
공식	$$T=rFsin\theta=F\times d$$
단위
응용	spin orbit torque(SOT) 스핀세차운동토크(spin precession torque) [특집] spin torque : field like torque VS damping like torque spin-transfer torque (STT)

 

 

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사실 torque의 기본적인 내용은 고전역학에서 나온개념이지만, 최근 전자의 스핀에 활발하게 쓰입니다

http://mdmetric.com/tech/torqcht2.htm

토크T는 어떤 축에 대하여 물체를 회전시키고자 하는 힘의 "능률"입니다. r을 회전축과 F의 작용점 사이의 거리라 하고 d를 회전축과 F의 작용선(벡터의 방향을 연장한 선) 사이의 수직거리라 가정을한다면 (d는 힘F의 모멘트팔moment arm이라고도 한다.) 

$$T=rFsin\theta=F\times d$$

를 토크라고 정의합니다. 다시말해 힘이 아닙니다. 힘의 방향과도 전혀 다른방향입니다.

실제 어떤 물리적 현상이 토크를 받는다면 토크를 받는 방향과 엉뚱한 방향(수직한 방향)으로 힘을 받아 움직입니다.

벡터는 힘의 경향이 시계 반대방향이며 토크의 부호는 (+)이고 시계방향이면 (-)이다. 이때 방향성을 고려한 힘과 직선의 곱을 외적이라합니다.

 

어떤 물체가 토크를 받는다면, 각각의 부분부분을 쪼개어 알짜힘 $$\Sigma F$$로 볼 수 있고, 반지름 r에 의해 원주의를 회전하는 질량 m의 경우 접선은 가속도를 받아$$\Sigma F=ma$$가 되는데, 이 힘에 대의한 토크는

$$\Sigma T =\Sigma F \times r =mr^2\alpha =I\alpha$$가 되어

I를 moment라 합니다.

이제 자기적인 힘을 받는 토크를 본다면, 자석 막대기가 있다고 할때 외부에 자기장이 흐른다면 

$$T=2F\frac L 2 sin\theta = mBsin\theta=m\times B$$

라 볼수 있고 m이 그 유명한 magnetic moment입니다.

 

추후 더 정확한 물리적 설명과 공식을 추가하겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다!