Simple Machines: Gears Lab
Simple Machines: Gears Lab — 3D로 지렛대, 도르래와 기계적 이점을 배워 보세요
Simple Machines: Gears Lab은 무료 Android 앱이자 물리 시뮬레이터로, 단순 기계를 배울 수 있어요. 지렛대, 기어, 도르래, 경사면, 나사, 쐐기 각각을 3D 장면에서 회전하고 확대하며 실행해 볼 수 있어요. 실시간 힘 측정기는 필요한 힘과 기계적 이점을 보여 주며, 눈길을 끌기 위해 임의로 만든 숫자가 아니라 해당 설정에 맞는 교과서 공식으로 계산해요.
- 가격
- 무료, Pro 업그레이드
- 플랫폼
- 현재 Android, iPhone 출시 예정
- 언어
- 10
세상에 공짜는 없어요.
지렛대의 받침점을 하중에 더 가깝게 옮기면 필요한 힘은 줄어들지만, 막대의 내 쪽 끝은 더 멀리 움직여야 해요. 이 실험실에서는 힘과 거리 사이의 상충 관계를 외워야 하는 문장이 아니라, 직접 느끼고 측정기로 확인할 수 있는 내용으로 보여 줘요.
어떤 앱인가요
Simple Machines: Gears Lab은 지렛대, 기어, 도르래, 경사면, 나사, 쐐기가 어떻게 작동하는지 회전하고 실행해 볼 수 있는 3D 장면으로 가르치는 무료 Android 앱이에요. 5개 단원에 31개의 레슨이 있고, 8개의 교과서 공식을 계산하는 솔버가 제공하는 힘 측정기와 기계적 이점 표시 기능도 있어요. 퍼즐 벤치가 있는 실험실과 나만의 기계를 만드는 Workshop도 이용할 수 있어요. iPhone 버전은 출시 예정이에요.
앱 내부 살펴보기
화면은 어떻게 보이나요
배경지식
단순 기계란 무엇이며, 기계적 이점은 무엇을 의미하나요?
단순 기계는 힘의 크기나 방향을 바꾸는 기본 장치로, 작은 힘으로 더 큰 하중을 움직일 수 있게 해요. 기계적 이점은 기계가 움직이는 하중과 내가 가하는 힘의 비율이에요. 비율이 3이라면 하중 무게의 3분의 1에 해당하는 힘으로 밀면 돼요. 하지만 기계가 에너지를 만들어 내는 것은 아니에요. 힘을 얻는 대신 내 쪽 끝을 더 멀리 움직여야 한다는 것이 모든 지렛대, 도르래와 경사면의 기본 원리예요.
지렛대힘팔 ÷ 하중팔
지렛대는 받침점을 중심으로 회전하는 단단한 막대예요. 이상적인 경우 기계적 이점은 힘팔의 길이를 하중팔의 길이로 나눈 값이므로, 회전축을 옮기면 작업이 얼마나 힘든지가 달라져요. 1종, 2종, 3종 지렛대는 받침점, 하중, 힘이 놓이는 위치가 서로 달라요.
기어톱니 수의 비율
맞물린 톱니바퀴는 회전력을 전달해요. 톱니 수를 세면 기어비를 구할 수 있어요. 한 기어가 더 큰 기어를 돌리면 속도와 토크를 맞바꾸게 되고, 기어열에서는 각 쌍의 비율이 서로 곱해져요.
도르래로프와 방향
고정 도르래는 당기는 방향만 바꿔요. 움직도르래는 로프 구간 사이에 하중을 나누므로 당기는 힘은 줄어들지만, 당겨야 하는 로프의 길이는 늘어나요. 여러 도르래를 조합한 도르래 장치는 이 원리를 결합해요.
경사면, 나사와 쐐기경사면 계열
더 길고 완만한 경사면은 더 먼 거리에 걸쳐 더 작은 힘을 필요로 해요. 나사는 원통 주위에 경사면을 감아 놓은 형태이고, 쐐기는 물질을 가르거나 들어 올리는 움직이는 경사면이에요.
어떻게 작동하나요
레슨 진행 방식
모든 레슨은 같은 순서로 진행되므로, 힘 측정기에 표시되는 숫자는 항상 직접 설정한 결과예요.
짧은 설명 읽기
각 레슨은 다이어그램과 함께 쉬운 영어로 설명하며, 지렛대가 무엇인지부터 여러 기계를 겹쳐 사용해 이점을 키우는 방법까지 한 번에 하나의 개념을 다뤄요.
예측한 다음 확인하기
퀴즈나 풀이가 포함된 실생활 상황에서 실험실이 답을 보여 주기 전에 결과를 예측해 보게 해요. 예를 들어 더 긴 힘팔이 필요한 힘을 얼마나 줄여 주는지 알아볼 수 있어요.
3D 실험실 실행하기
해당 기계의 장면을 열고, 회전하거나 핀치해 확대하고, 실행을 탭하면 힘 측정기와 기계적 이점이 업데이트되는 모습을 볼 수 있어요. 슬라이더 미니 실험실은 슬라이더를 움직이는 즉시 다시 계산해요.
무엇이 들어 있나요
앱에 포함된 기능
31
5개 단원의 레슨
지렛대, 기어와 도르래, 경사면·나사와 쐐기, 복합 기계와 고급 복합 기계로 구성되며, 4개의 Job Order 종합 과제가 포함돼요.
3D
모든 레슨에 포함된 물리 실험실
학습 중인 기계의 장면에서 회전하고, 핀치해 확대하고, 실행하고, 초기화할 수 있으며 실시간 힘 측정기도 제공돼요.
8
기계적 이점 공식
지렛대, 바퀴와 축, 기어, 고정 도르래, 움직도르래, 경사면, 나사와 쐐기에 대한 솔버가 제공돼요. 복합 기계에서는 각 단계를 차례로 연결해 계산해요.
실험실
퍼즐 벤치
지렛대 워밍업 벤치와 힘 예산 안에서 하중을 들어 올리는 6개의 퍼즐 벤치가 있어요.
Workshop
나만의 기계 만들기
8가지 기계 유형 중 하나를 선택하고, 구조와 목표를 조정한 다음 실행해 해결되는지 확인해 보세요.
AI
AI 힌트
실험실에서 막혔을 때 사용할 수 있는 힌트예요. 동의한 후에만 실행되며, 무료 사용자는 짧은 동영상 광고를 시청해 하루 최대 3개까지 잠금 해제할 수 있어요.
나에게 잘 맞는지
누구에게 적합하고, 누구에게는 적합하지 않은지
다음과 같은 분께 잘 맞아요
- 물리 또는 STEM 수업에서 단순 기계를 배우며 실제로 작동하는 모습을 보고 싶을 때
- 힘팔을 하중팔로 나누는 공식은 어렴풋이 기억나지만, 그 직관을 다시 익히고 싶을 때
- 직접 만들기 전에 도르래나 기어 장치를 이해하고 싶은 메이커일 때
- 또 다른 플래시카드 앱이 아니라 직접 해 보는 실험실을 찾는 부모나 교사일 때
- 기계 적성 검사를 앞두고 지레, 기어, 도르래를 부담 없이 복습하고 싶을 때
다음과 같은 경우에는 적합하지 않아요
- 공학 자격이나 완전한 시험 대비 강좌가 필요하다면 이 앱은 그런 용도가 아니에요.
- 실제 구조물을 설계하려는 경우 — 물리는 이상화되어 있으며 대부분의 장면에서 마찰을 무시해요.
- 모든 기능이 무료이길 기대하는 경우: 첫 번째 단원, Lab, Workshop은 무료이고, Pro에서 나머지 수업을 이용할 수 있어요.
- 오늘 당장 iPhone 앱이 필요한 경우 — 출시 예정이지만 아직 이용할 수 없어요.
개인정보 보호
가입 없이 사용하는 게스트 프로필
앱을 시작하면 게스트 프로필이 제공되고, 수업과 3D 실험실은 앱에 내장되어 있어요. AI 힌트는 동의한 뒤에만 전송되며, 작업대와 과제 문구, 화면에 표시된 힘의 값을 개발자 서버로 보내고, 개발자 서버는 이를 제3자 AI 서비스로 전달해요.
전체 내용은 다음에서 확인할 수 있어요 CoddyKit 개인정보 보호정책.
질문
자주 묻는 질문
단순 기계를 배우는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?
기계가 작동하는 모습을 직접 보는 것이 글로 읽는 것보다 효과적이에요. Simple Machines: Gears Lab에서는 지레, 기어, 도르래, 경사면, 나사, 쐐기를 각각 회전해 보고 작동시킬 수 있는 3D 장면으로 제공하며, 설정을 바꿀 때마다 힘 측정기가 업데이트돼요. 먼저 짧은 설명과 예측 질문이 제시되므로, 실험실에서 결과를 보여 주기 전에 답을 정해 볼 수 있어요.
기계적 이점이란 무엇인가요?
기계적 이점은 기계가 움직이는 하중을 여러분이 가하는 노력으로 나눈 값이에요. 이상적인 지레에서는 힘팔을 하중팔로 나눈 값과 같아요. 비율이 3이라면 하중 무게의 3분의 1에 해당하는 힘으로 밀면 되지만, 힘을 가하는 끝부분은 3배 더 멀리 움직여야 해요.
실험실의 숫자는 어떻게 계산되나요?
Simple Machines: Gears Lab은 교과서에 나오는 8가지 기계적 이점 관계식, 즉 지레, 바퀴와 축, 기어, 고정 도르래, 이동 도르래, 경사면, 나사, 쐐기에 대한 계산기를 사용해요. 복합 기계에서는 같은 수학적 계산을 단계별로 연결하므로, 힘 측정기는 효과를 위해 임의로 만든 수치가 아니라 해당 장면의 관계식을 반영해요.
앱에서는 지레, 기어, 도르래에 대해 무엇을 배우나요?
1종, 2종, 3종 지레와 받침점의 위치, 기어비·토크·속도 및 기어열, 고정 도르래와 이동 도르래 및 블록 앤 태클, 경사면이 길수록 필요한 힘이 줄어드는 이유, 원기둥에 경사면을 감아 올린 형태인 나사, 그리고 쐐기를 배워요. 이어서 복합 기계를 통해 여러 기계적 이점이 겹치면 어떻게 배가되는지도 확인할 수 있어요.
나만의 기계를 만들어 볼 수 있나요?
네. Workshop에서는 8가지 기계 유형 중 하나를 선택하고, 구조와 목표를 조정한 다음 실행해 과제를 해결하는지 확인할 수 있어요. Lab 탭에는 지레 워밍업 작업대와, 정해진 힘의 범위 안에서 하중을 들어 올리는 6개의 퍼즐 작업대도 있어요.
Simple Machines: Gears Lab은 무료인가요?
무료로 다운로드할 수 있어요. 최종 과제가 포함된 Unit 1 전체, Gears and Pulleys의 처음 두 수업, Lab 탭 전체, Workshop은 무료예요. 무료 버전에는 다른 앱을 소개하는 작은 배너와 가끔 전체 화면 동영상 광고가 표시돼요. 월간 또는 연간 구독인 Pro를 이용하면 5개 단원의 모든 수업, 무제한 AI 힌트, 광고 제거가 제공돼요.
오프라인에서도 작동하나요?
수업과 3D 실험실은 Simple Machines: Gears Lab에 포함되어 있으므로 인터넷 연결 없이도 사용할 수 있어요. 선택 사항인 AI 힌트만 인터넷 연결이 필요해요.
누구를 위한 앱인가요? 공학 강좌인가요?
물리 또는 STEM 수업에서 단순 기계를 배우는 학생, 메이커, 물리 실험실을 원하는 부모와 교사에게 잘 맞아요. 기계 적성 검사 전에 지레, 기어, 도르래를 복습하는 데 도움이 되지만, 시험 대비 강좌나 공학 자격 과정은 아니에요.
iPhone 버전이 있나요?
아직 없어요. Simple Machines: Gears Lab은 Google Play를 통해 Android에서 이용할 수 있으며, iPhone 버전은 출시 예정이에요. 이 페이지에는 App Store 등록 정보 링크가 있으며, 앱이 해당 스토어에 출시되면 링크가 활성화돼요.
Simple Machines: Gears Lab은 Mechanisms Lab과 같은 앱인가요?
네. Simple Machines: Gears Lab은 Google Play에 등록된 이름이며, 앱 자체 설명에서는 Mechanisms Lab이라고 부르고 있어요. 출시 예정인 iPhone 등록 이름은 Mechanical Advantage: 3D Lab이에요. 이 앱은 10개 언어와 라이트 테마 및 다크 테마를 지원하며, 계정 없이 게스트 프로필로 시작해요.
CoddyKit의 다른 앱
Android에서 이용할 수 있어요.