선형 운동에서는 종종 선형 가이드에서 멀리 떨어진 곳에 힘이 작용하는 경우, 이를 캔틸레버 하중 또는 모멘트 하중이라고 합니다. 이러한 경우, 가이드의 모멘트 하중 용량, 즉 회전에 저항하는 능력이 중요합니다. 하지만 모터에서 발생하는 토크를 전달하여 부하를 구동하는 볼 스크류 샤프트처럼, 멀리 떨어진 곳에 힘이 가해질 때 회전해야 하는 부품도 있습니다. 이러한 경우에는 부품이 전달할 수 있는 토크의 크기가 중요합니다.

선형 가이드에 작용하는 모멘트와 축에 작용하는 토크는 모두 원거리에서 가해지는 힘에 의해 발생하며, 둘 다 뉴턴미터(Nm) 또는 파운드피트(lb-ft) 단위로 측정됩니다. 그렇다면 선형 가이드에 작용하는 모멘트와 스크류 축에 작용하는 토크의 차이점은 무엇일까요?

모멘트와 토크의 주요 차이점은 물체의 반작용을 살펴보면 알 수 있습니다. 축에 토크가 가해지면 축은 회전합니다. 하지만 선형 가이드에 모멘트 하중이 가해지면 가이드는 정지 상태를 유지합니다(단, 모멘트가 가이드의 정격 모멘트 용량을 초과하는 경우에는 가이드가 변형되거나 회전하기 시작할 수 있습니다).

다시 말해, 토크는 물체의 각운동량을 변화시켜 회전을 일으킵니다. 반면에 모멘트는 각운동량의 변화를 일으키지 않습니다. 모멘트가 작용하는 물체는 정지 상태를 유지하며, 물체 내부와 지지 부재에서 발생하는 반작용력으로 인해 회전하지 않습니다.

예를 들어, 한쪽 끝이 지지된 캔틸레버 보에 하중이 가해지면 보에는 반력과 굽힘 모멘트가 발생하지만, 각운동량은 변하지 않으므로 보가 회전하지 않습니다.

모멘트력은 정적인 힘, 즉 운동을 유발하지 않는 힘이므로, 작용한 모멘트에 대응하는 반력으로 분해될 수 있습니다.

축에 가해지는 토크의 크기는 가해진 힘에 모멘트 팔을 곱하여 구할 수 있는데, 모멘트 팔은 회전축(또는 회전 중심점)과 힘 사이의 수직 거리입니다.

작용하는 힘이 회전축 또는 회전 중심에 수직이 아닌 경우, 모멘트 팔의 길이를 구하기 위해서는 힘의 각도를 고려해야 합니다.