동역학

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동역학 한방에 끝내기 38강 질문드립니다 [26분 55초, 41분 39초]

Ch. 6 Plane Kinetics of Rigid Bodies
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2023-06-28 19:27
조회
134
#권준표 #교수님 #동역학 #한방에 #끝내기 #38강 #강체 #각속도 #에너지 #보존 #법칙 #질문

 

안녕하십니까 교수님, 강의를 듣던 중에 이해가 어려운 부분이 있어 질문드립니다. 이번 달에 듣기 시작한 동역학 강의도 어느새 막바지 바라보고 있는데, 입자, 입자계를 거쳐 드디어 강체도 마지막 파트를 듣고 있습니다. 그러던 중 38강 일과 에너지의 예제 6.10을 교수님이 풀어주시는 걸 듣는 과정에서 이해가 가지 않는 부분이 2가지가 생겨 질문드리게 되었습니다.

 

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 첫 번째 질문은 26분 55초 즈음을 듣다 궁금해진 것입니다.

교수님께서 무게중심(혹은 도심) B에 작용하는 속력 Vbar 에 대해 바로

공식 (속력 v = rw)을 사용하셨는데, 이 부분을 아래 사진과 같이 해석했습니다.


korea4506__20230526235747.JPG

 위의 사진에서 A를 회전 중심 및 관찰자로 볼 때 상대속도 V_B/A가 r_B/A에 수직으로 작용하는데, 문제 조건상 V_B는 아래 방향으로 밖에 향할 수 없어

(V_B/A의 y축 성분)=V_B라고 해석했습니다. 

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제가 생각한 것이 맞습니까? 만약 제 생각이 맞다면, 회전 중심을 A가 아니라 반대편의 D로 계산해도 정확한 V_B값이 나올 수 있습니까?


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https://godjunpyo.com/%EB%8F%99%EC%97%AD%ED%95%99/?mod=document&pageid=1&keyword=38&uid=1744

 

 두 번째 질문은 41분 39초 즈음에 문제 (b)의 풀이 과정을 보던 중 생긴 

의문인데, 첫 번째 질문과 맥락이 비슷합니다.

 유사한 질문이 갓준표 사이트에 올라온 적이 있어 확인했음에도 의문이 

풀리지 않아 질문드리는 점 양해부탁드립니다.

 교수님은 문제 (b)의 상황을 상태3이라 가정하시고, 상태3처럼 최종적으로

수평 위치에 올 때, 점A가 스프링을 최대로 수축시킨 상태이므로 정지 상태라고 하셨습니다. 따라서, 상태3에서는 bar를 점 A를 중심으로 회전한다고 볼 수 있어서 계산할 때 관성모멘트를 I bar 가 아닌 I_A를 사용한다고 하셨는데, 그렇다면 운동 에너지 T3를 B(도심)을 중심으로 계산할 때는 bar의 양쪽 끝이 정지해 있는데 각속도를 어떻게 계산해야 하나요? 만약 계산이 가능한 경우 문제 (a)의 상태2와 유사한 원리로 계산되는 건가요?   
전체 1

  • 2023-06-28 19:40

    [첫 번째 질문에 대한 답변]

    B점의 속도를 계산하는 과정에 대한 질문을 하셨습니다.
    B점의 속도를 계산하고 싶은데
    우리는 막대의 회전속도와 연관시켜 생각해야 하기 때문에
    접선에서의 속도와
    회전속도와의 관계식을 적용한 것입니다.

    [두 번째 질문에 대한 답변]

    최종상태에서는
    A점이 움직이지 않고 고정되어 있는 상태이기 때문에
    막대의 회전 중심이 A가 됩니다.

    때문에 관성모멘트를 I_A로 해주는 것이 맞습니다.

    학생분께서는
    최종상태의 운동에너지 T3를
    B(도심)을 중심으로 계산하려고 하시는데
    왜 그렇게 접근하시려는지를 모르겠습니다.

    최종상태의 운동에너지는
    정지해 있는 A점을 기준으로 회전하는 막대로 간주하고
    접선속도인 v_B를 이용하면
    쉽게 계산할 수 있을 겁니다.

    내용이 어렵지만
    각 과정에서의 위치에너지와 운동에너지가
    어떤 변수로 정리될 수 있는지만
    정확히 이해하시면
    다른 유사한 문제 또한 쉽게 푸실 수 있을 겁니다.


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.