김대현 교수님 강체의 운동 원리 이해
동역학
3강
학습목표
1 강체의 개념을 이해할 수 있다.
강체의 병진운동과 회전운동을 이해할 수 있다.
2
1. 강체의 개념
변형되지 않거나 모양이 바뀌지 않는 물체를 이상적으로 모델링한 것
강체의 모든 점들 사이의 거리가 외부의 힘에 의해서 변하지 않고 일정하게 유지되는 물체
강체(rigid body)
1. 강체의 개념
어떤 물체라도 움직임에 따라 변형을 하기는 하지만, 그 변형이 충분히 작다면, 강체로 모델링하여 물체의 운 동을 근사화할 수 있음
고적대 지휘자의 지휘봉은 강체로 모델링 가능
낚싯대는 강체로 모델링 불가능
2. 강체의 운동
병진 운동
회전 운동
2. 강체의 운동
병진운동
1주어진 기준좌표계에 대해 강체가 회전을 하지 않고 운동하는 경우, 병진운동 한다고 함
병진운동을 하는 강체의 모든 점은 동일한 속도와 가속도를
가지므로, 강체의 한 점의 운동만 기술하면 강체의 운동을 완전히 기술 가능
병진운동을 하는 물체는 수평을 유지하지 않음
그네의 좌석은 병진운동으로 수평을 유지함
2. 강체의 운동
고정축 회전운동
2주어진 기준좌표계에 대해 고정된 축을 중심으로 한 회전운동 축 상에 있는 강체의 점들은 움직이지 않으며, 축 상에 있지 않은 점들은 강체가 회전함에 따라 축에 대해 원형 경로를 그리며 움직임
(a) 고정축에 대해 회전하는 강체 (b) 전기모터의 회전자 Rotor
2. 강체의 운동
평면운동 (Planar motion)
3실제 운동 : 3차원 운동
2차원 운동으로 제한 : 평면운동 해석의
편의를 위해
2. 강체의 운동
내연기관의 운동
4엔진에 고정된 기준좌표계에 대해, 피스톤은 실린더 내에서 병진운동을 함 커넥팅 로드는 일반 평면운동을 하며, 크랭크축은 고정축에 대한
회전운동을 함
Piston
(translation) Connecting rod
(general planar motion)
Crankshaft (rotation)
