운동역학
SPORTS BIOMECHANICS
한서 공개강의 KOCW 개발교과목
한서대학교 신체활동디자인학과
김 승 재
차시별 강의주제
차시 강의주제
1 운동역학의 개요 : 생체역학, 운동역학, 역학이란?, 해부학적 기초
2 움직임의 해부학적 기초 : 방향과 움직임, 관절과 근육, 운동단위, 근수축 3 운동의 종류 : 병진, 회전, 복합운동, 좌표계
4 인체의 물리적 특성 : 관성, 질량, 무게, 인체무게중심 5 인체 평형과 안정성, 지레
6 선운동학 : 거리와 변위, 속력과 속도, 가속도 7 각운동학 : 각변위, 각속도, 각가속도
8 선운동역학 I : 힘과 뉴턴의 운동법칙
9 선운동역학 II : 선운동량과 역적, 선운동량 보존의 법칙, 마찰력 10 각운동역학 I : 토크, 뉴턴의 각운동법칙, 구심력과 원심력
11 각운동역학 II : 관성모멘트와 각운동량 12 일과 에너지 : 일, 에너지, 일률
13 운동역학적 분석과 오류교정 : 운동기술의 운동역학적 분석, 오류 판정 및 교정
14 운동기술의 분석 : 동작분석, 힘과 근전도의 측정
3차시
운동의 종류
병진, 회전, 복합운동, 좌표계
운동 Motion 이란?
• 운동(motion)은 시 간의 경과에 따라 물 체의 위치가 변화되 며, 시간, 거리, 변위, 속력, 속도, 가속도 등으로 표현됨
• 물체의 운동은 기준 좌표계를 관찰자에 설정하고 그 기준좌 표계에 대하여 물체 의 위치 변화를 측정 하면서 관찰함
https://www.edu.buncee.com/buncee/55887
운동 Motion 의 종류 I
• 운동은 그 운동 경로에 다라 움직이는 물체가 같은 방향으 로 움직이는 병진운동(translational motion)과 물체가 축을 중심으로 같은 각 방향으로 회전하는 회전운동(rotational motion)으로 분류됨
• 병진운동은 일반적으로 선운동(linear motion)이라고 하며, 더 세분하여 직선병진운동(rectilinear motion)과 곡선병진운 동(curvilinear motion)으로 분류됨
• 직선병진운동은 움직이는 물체가 직선의 경로로 움직이면 서 같은 방향으로 움직이는 운동이며, 곡선병진운동은 움직 이는 물체가 곡선의 경로로 움직이면서 같은 방향으로 움직 이는 운동을 말함
운동 Motion 의 종류 II
• 물체가 원의 원주를 따라 움직이는 원운동(circular motion) 은 특별한 형태의 곡선병진운동임
• 회전운동은 물체의 한 쪽 부분이 고정된 축을 중심으로 도 는 운동을 말하며, 특히, 물체의 무게중심을 축으로 회전하 는 운동을 스핀(spin)이라고 함
• 대부분의 운동은 병진운동과 회전운동을 동시에 포함하는 복합운동(combined motion)이며, 이 운동은 물체의 무게중 심은 병진운동을, 나머지 부분들은 무게중심을 축으로 회전 함
운동 Motion 의 종류 III
운동 Motion 의 종류 IV
http://www.slideshare.net/cscottthomas/ch-9-rotational-dynamics-online
기준틀 Reference Frame I
• 물체의 위치가 정해진 기준틀(reference frame)에 대하여 변화하 지 않을 때 그 물체는 “정지해 있다, 움직이지 않다, 고정돼 있다, 일정 위치에 있다”라고 말함
• 실제 물리계에서 모든 것이 움직이고 있다고 간주되기 때문에 절 대적 기준틀은 존재하지 않고, 절대적인 운동 또한 결정될 수 없 음
• 기준틀은 뉴턴의 관성의 법칙의 적용여부에 따라 관성(inertia)기 준틀과 비관성(non-inertial)기준틀로 분류됨
• 관성기준틀은 시간과 공간을 동차적이고 등방성이고 시간의존 적인 형태로 나타내는 기준틀이며, 모든 관성기준틀은 다른 관성 기준틀에 대하여 항상 일정하게 직선운동 상태임
• 반면에 비관성기준틀은 물체의 물리가 관성기준틀에 대해 비관
기준틀 Reference Frame II
http://www.slideshare.net/ElijahHawk/propulsionenergy-concept
직교좌표계 Cartesian Coordinate System I
• 물체의 기준틀은 하나의 좌표계(coordinate system)와 그 좌 표계에 위치한 일련의 물리적 기준점으로 나타내며, 이때 하나이상의 수(number)나 좌표값을 활용하여 나타냄
• 좌표계를 활용함으로써 기하학적 문제를 수에 관한 문제로, 또는 수에 관한 문제를 기하학적 문제로 변환시켜 풀어냄
• 가장 대표적인 직교좌표계(Cartesian coordinate system)는 2 차원 면에서 직각으로 만나는 두 직선을 선택하여 점의 좌 표값을 두 직선위에 부호를 가진 거리로 나타냄
• 다중차원의 공간에서 어떤 점에 대한 공간 좌표값을 만드는 일반적인 방법으로서 3차원 공간에서는 직각으로 만나는 세 개의 면을 선택하여 점의 세 좌표값을 각각의 면에 부호
직교좌표계 Cartesian Coordinate System II
https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinate_system
