선형 운동에서 우리는 종종 선형 가이드로부터 떨어진 거리에 작용하는 힘, 즉 캔틸레버 하중 또는 모멘트 하중을 포함하는 응용 분야를 다룹니다. 이 경우 가이드의 모멘트 하중 용량, 즉 회전 저항 능력에 대해 다룹니다. 하지만 모터에서 토크를 전달하여 하중을 구동하는 볼 스크류 샤프트처럼, 멀리 떨어진 거리에서 힘이 작용할 때 회전해야 하는 부품도 다룹니다. 이 경우, 부품이 전달할 수 있는 토크의 양이 중요합니다.

리니어 가이드의 모멘트와 샤프트의 토크는 모두 일정 거리에 작용하는 힘에 의해 발생하며, 둘 다 뉴턴-미터(Nm) 또는 파운드-피트(lb-ft) 단위로 측정됩니다. 그렇다면 리니어 가이드에 작용하는 모멘트와 나사 샤프트에 작용하는 토크의 차이는 무엇일까요?

모멘트와 토크의 주요 차이점은 물체의 반작용을 연구함으로써 찾을 수 있습니다. 축에 토크가 가해지면 축은 회전합니다. 그러나 리니어 가이드에 모멘트 하중이 가해지면 가이드는 고정된 상태를 유지합니다(단, 모멘트가 가이드의 정격 모멘트 용량을 초과하는 경우에는 가이드가 변형되거나 회전하기 시작할 수 있습니다).

즉, 토크는 물체의 각운동량을 변화시켜 회전을 발생시킵니다. 반면, 모멘트는 각운동량의 변화를 일으키지 않습니다. 모멘트가 작용하는 물체는 정지 상태를 유지하며, 물체와 그 지지 부재 내에서 발생하는 반작용력은 물체의 회전을 방해합니다.

예를 들어, 끝단 지지된 지지대 보에 하중이 가해지면 보에 반작용력과 굽힘 모멘트가 발생하지만, 각운동량은 변하지 않으므로 보가 회전하지 않습니다.

모멘트력은 정적이므로(운동을 일으키지 않음) 적용된 모멘트를 상쇄하는 반작용력으로 분해될 수 있습니다.

샤프트에 가해지는 토크의 양은 가해진 힘에 모멘트 암을 곱하여 구합니다. 모멘트 암은 피벗 지점(또는 회전 축)과 힘 사이의 수직 거리입니다.

적용된 힘이 피벗 지점이나 회전 축에 수직이 아닌 경우, 모멘트 암의 길이를 찾기 위해 힘의 각도를 고려해야 합니다.