[동역학] 동역학 한방에 끝내기 13강 질문드립니다[33분 4초, 50분 36초]

Ch. 3 Kinetics of Particles

작성자

Godjunpyo (관리자)

작성일

2023-05-09 13:44

조회

125

#권준표 #교수님 #동역학 #한방에 #끝내기 #13강 #질점 #운동역학 #곡선운동 #예제 #극좌표계 #관성 #원심력

위의 예제에서 교수님은 문제 조건에 따라 Θ=30도 일때, 경사면에서 속력 40 ft/s의 등속 직선 운동을 하므로 중력의 r축 방향 성분의 힘인 -mgcos(30도)와 반대 방향의 힘인 임의의 원심력 F가 작용한다고 하셨습니다. 그런데, 제가 기억하기로는 원심력은 관성에 따라 구심력에 대응하는 가상의 힘인 것으로 알고 있는데, FBD에 나타낼 수 있는건가요?

위의 사진은 바로 다음 예제인 ex 3.54의 FBD입니다. 만약 이전 사진의 질문에서 임의의 원심력 F를 나타내는 게 가능하다면, 여기서 중력의 성분인 -mgsinΘ와 마찰력 μsN 이 각각 이 물체에 작용하는 원심력과 구심력이라고 할 수 있는 건가요?

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Godjunpyo (관리자)

2023-05-29 06:06

두 예제의 상황이 조금 달라서 생기는 문제입니다.

첫 번째 예제(3.53)의 경우,
물체가 아래로 흐르는 상황에서
반시계방향으로 각속도가 존재합니다.

회전에 의한 원심력이 발생하기 때문에
FBD에 F로 표시해준 것입니다.

문제에서 마찰계수 값을 주지도 않았고,
마찰에 관한 내용을 언급하지 않았기 때문에
이 문제에서는 마찰력에 관한 부분을 고려하지 않는 것 같습니다.

두 번째 예제(3.54)의 경우,
회전하면서 떨어지는 상황은 동일하지만
마찰력을 고려해야 하는 상황입니다.

그리고 이 문제에서는 원심력을 고려하지 않는 것 같습니다.

헷갈릴 수도 있지만
두 문제의 차이를 잘 보면

첫 번째 예제는 실린더 안에 물체가 들어있고,
두 번째 예제는 판 위에 물체가 얹어있는 상황입니다.

아마 회전하는 상황에서
물체가 판 위에 있는 경우보다
실린더의 경우
원심력이 작용하여 실린더 안에 있는 물체가
중심의 바깥 쪽으로 이동하려는 경향을 더 강하게 보일 겁니다.
(물체의 모든 방향이 실린더에 의해 구속되어 있기 때문)

저도 생각하지 못했던 내용인데
참 좋은 질문이었습니다.

참고로 수직항력(또는 중력)에 의한 성분은
중력이 물체에 가하는 힘일 뿐
원심력/구심력과 관계 없습니다.

질문에 대한 답이 됐기를 바랍니다.
감사합니다.

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Engineering Mechanics: Dynamics, James L. Meriam, L. G. Kraige, Willey

Part I Dynamics of Particles
Ch. 1 Introduction to Dynamics
Ch. 2 Kinematics of Particles
Ch. 3 Kinetics of Particles
Ch. 4 Kinetics of Systems of Particles

Part II Dynamics of Rigid Bodies
Ch. 5 Plane Kinematics of Rigid Bodies
Ch. 6 Plane Kinetics of Rigid Bodies
Ch. 7 Introduction to Three-Dimensional Dynamics of Rigid Bodies
Ch. 8 Vibration and Time Response

“동역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 동역학을 설명하고 있습니다.
공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.