교수님 질문이 있습니다. 아래 사진에서 B,D,E 점에서 변위를 구하는 것인데요. E점의 변위는 B와D의 변위를 더한것 과 같다고 해도 될까요? 교수님 강의에 비슷한 문제가 있는데 헷갈려서요.
답변
상당히 간단한 문제이고,
고체역학 한방에 끝내기에서
다뤘던 문제인데요.
- 초기에 FBD 를 그리는 방법
- 닮음을 이용하는 방법
- 부호 또는 방향설정
등의 문제로
간혹 이런 간단한 문제를
어려워하는 친구들이 있는 것 같습니다.
너무 복잡하게 생각하지 말
아래와 같이 간단하게 풀어봅시다.
여기서 가장 중요한 것은
FBD 를 그리는 과정에서
(제가 항상 강조했던 것처럼)
반발력을 A 또는 C 점에 설정하는 것입니다.
그리고 나서
전체 부재를 하나의 강체로 두고
힘과 모멘트 평형방정식으로 부터
반발력을 구해야 합니다.
어느 방향에 상관없이
반발력을 설정해도 되지만
내가 최종적으로 구한 값의 부호가
+ 또는 – 이냐에 따라
각 링크에 전달되는 힘이
- 인장력 인지?
- 압축력 인지?
분명히 구분하여
그림을 다시 그리는 것이 중요합니다.
이런 간단한 과정을
소홀히 하다가
실수가 많이 발생할 수 있으니
깔끔하게 문제를 푸는 습관을
길러보시길 바랍니다.
힘에 의한 변위를 구하는 공식은
우리가 Hooke’s law 에 의해
많이 유도했었습니다.
- 힘이 +라면 인장력
- 힘이 -라면 압축력
이기 때문에
각 링크에 어떤 방향으로 변위가 발생하는지
잘 확인하셔야 합니다.
그리고 그렇게 구해진 변위를 바탕으로
Linear assumption 을 적용하여
맨 아래와 같이
직선으로 변위를 예상해서
그림을 그립니다.
삼각형의 닮음을
이용해서 필요한 길이(x)값
최종적으로는 E 에 발생하는
변형량까지 잘 계산할 수 있을 겁니다.
제가 여기에는 표기하지 않았지만,
문제에 대한 답을 표기할 때
변형량은 모두 절대값으로 표기하고,
각 값들에 압축변위인지, 인장변위인지를 나타내주면
조교들이 채점 시에 편할 수 있으므로
실제 시험에서는 답의 표기까지
신경쓸 수 있다면 더더욱 좋을 것 같습니다.
처음에 역학을 배울 때
간단한 문제에도 어려워하는 경우가 많은데
쉬운 문제부터 차근차근 풀어서
개념을 분명히 이해하는 것이
중요하다고 생각합니다.
질문에 대한 답이 됐기를 바랍니다.
감사합니다.
