동역학

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로켓부분 질문입니다.

작성자
kwonjunpyo
작성일
2020-07-26 18:33
조회
551
dho0106__20200722001001.PNG

 

제가 이해한 것이 맞는지 여쭤보고 싶은데요.

1. 절대좌표계를 기준으로 M로켓은 속도 v, m의 gas는 속도 v_o 를 갖고,

v_e 라고 표시한 속도 벡터는 로켓일 기준으로 gas의 속도를 표시한 것 이라고 생각하면 될까요?

 

2. 로켓을 감싼 control volume은 로켓과 함께 이동만 하고 크기는 변하지 않고

gas를 감싼 control volume은 gas와 함께 이동하며 크기가 커진다고 생각해도 될까요?

(gas엔 계속 mass가 추가되고, gas는 길게 모양을 늘여갈테니까요.)

 

dho0106__20200722002340.PNG

 

3. 레이놀즈 수송정리 식에서 파란색 베타, 빨간색 베타, 초록속 속도에 각각

v_o, v, v_e 벡터를 넣으셨습니다.

교수님께서 넣으신 것으로부터 일반화해서 추정해보면

첫번째 파란 beta 자리에 속도가 들어갈 때 그 속도는 control volume 의 속도.

두번째 빨간 beta 자리에 속도가 들어갈 때 그 속도는 control surface 의 속도

초록색 속도벡터 자리엔, control volume 의 속도를 0으로 뒀을 때 control surface를 통해 들어오거나 나가는 물질의 속도.

가 들어가는 것 같은데요.

왜 각각의 속도벡터자리에 이러한 값들을 넣게 됐는지 그 근거가 궁금합니다.

 

4. 3번과 같은 일반화를 하고서 전에 풀어주신 고정된 wing 혹은 움직이는 wing에 물을 쏠때를 생각해보면,

빨간색 속도벡터 자리에 control surface 의 속도가 아닌 초록색 속도벡터와 같은 속도벡터를 넣으셨었는데....

그 문제와 이 로켓 문제를 결부하려다 보니 더욱 혼란스러운데요..

제가 혼란스러워 하는 부분을 정리해주실 수 있으실까요...ㅜㅜ

 

5. 3,4번 질문 관련해서..

전에 각운동량 정리해주실 때처럼

beta1, beta2, 속도벡터 자리 각각에

누구의 관점으로 본(절대좌표계인지, 움직이는 control volume의 관점에서인지 등등..) 어떤 속도벡터가 와야 하는지

또, 그래야 하는 이유가 무엇인지 알려주시면 좋겠습니다.. ㅜㅜ

 

6. 그리고 처음에 연료가 v 의 속도벡터로 나와서 점점 v_o의 속도가 되는 것인가요?

만약 그렇다면 control volume 1 이라는 것은 연료의 속도가 v일때부터 v_o 일 때까지를 포함하는 것일텐데..

레이놀즈 수송 정리를 사용할때, control volume 내부에서의 이러한 변화는 고려를 안하는 것인가요..?

 

7. 제가 파란색으로 네모 친 부분에서..

왼쪽의 F는 합력 오른쪽F는 추진력이라고 하셨는데요.

추진력이라는 것은 gas가 로켓에서 나가면서 작용 반작아용으로 로켓에 주는 R이 추진력 아닌가요?

오른쪽의 F는 어디서 나온 힘인지 궁금합니다!

dho0106__20200722014028.PNG
전체 1

  • 2020-07-26 18:44

    안녕하세요.
    지금 올려주신 질문에 대해서 다 답변을 드리려면
    다시 한번 같은 내용을 강의해야할 것 같습니다.

    제가 학생분께서 올려주신
    레이놀즈 수송정리에 대한 질문을 쭉 보면서
    답변을 드리고 있는데요.

    맨 처음 나오는 레이놀즈 수송정리에 대한 개념도 확립되지 않은 상황에서
    variable mass의 레이놀즈 수송정리에 대해 이해하려고 하니
    이해가 어려운 것이 당연한 것입니다.

    레이놀즈 수송정리 내용을 수강하고 나서
    책에 나와있는 문제 5개라도 "직접" 풀어보셨나요?

    책에 나와있는 글이라도 "직접" 읽으면서 공부해보셨나요?

    지금 학생분께서 공부하는 방법은
    급하게 강의만 꾸역꾸역 들으시는 상황입니다.

    이러한 방법은 결코 좋은 방법이 아닙니다.

    어떤 이유인지는 모르겠지만,
    이런 식으로 급하게 들으시는 것은 학생분에게 결코 도움이 되지 않을 것입니다.

    다른 과목은 몰라도
    역학과목은
    정확한 물리/수학적인 이해를 기반으로
    스스로 내용을 정리하고
    문제를 풀어보는 복습의 시간을 꼭 같이 가지셔야 합니다.

    위에 나와있는 질문은 강의에서 모두 설명이 된 부분이고,
    레이놀즈 수송정리의 개념을 잘 이해하셨다면 해결할 수 있는 내용입니다.

    물론!
    이 로켓 문제는 레이놀즈 수송정리에서도 상당히 어려운 내용입니다.
    아마 강의를 많이 돌려보시고,
    스스로 유도도 많이 해보셔야 이해하실 수 있을 겁니다.

    일단, 아래의 링크를 통해
    다시 한번 추가 설명을 공부해보세요.

    링크: https://godjunpyo.com/레이놀즈-various-mass-문제/

    지금 학생의 질문 수준을 봤을 때
    각각 이렇다 저렇다 답변 드리는 것은 불가능한 상황으로 생각됩니다.

    제 조언을 꼭 귀담아 들으시길 바라고,
    레이놀즈 수송정리를 들으셨다면,
    책을 반드시 스스로 읽어보시고,
    문제를 유형 별로 5개씩은 꼭 스스로 풀어보시면서,
    내용을 이해해보시길 바랍니다.

    아래의 링크를 통해 다양한 레이놀즈 수송정리를 복습해보시는 것도 좋겠습니다.
    이후에 추가로 생기는 질문이 있다면,
    다시 질문해주시면 감사하겠습니다.

    공기 분사기와 디플렉터가 있을 때 모멘텀 방정식 적용하는 방법: https://godjunpyo.com/유체역학/?uid=238&mod=document&pageid=1#kboard-comments-238


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.