Rigid Body Motion, Rectilinear Translational Motion, Curvilinear Translational Motion   강체 운동, 직선 병진운동, 곡선 병진운동

(2018-10-11)

강체 평면운동, Rolling Motion, 굴림 운동

1. 강체 운동 (Rigid Body Motion)강체 내 모든 점들 사이의 거리가 그대로 유지(모양 형태 유지)되며 운동/이동

  ㅇ 병진운동회전운동이 합쳐진 복합적 운동을 함
     - 즉, 기존 질점 운동선변위,선속도,선가속도에 추가로
           회전에 따른 각변위,각속도,각가속도도 고려함
     - 통상, 이 한 점에 만 작용하지 않음


2. 강체 평면운동 (Rigid Body Plane Motion)

  ※ 평면 형태로 운동
     - 평면에 대해 질량요소 및 그 움직임이 대칭적임
        . 회전축도 움직일 수 있으나, 그 방향 만은 일정함

  ㅇ 강체 병진운동(Translational Motion)
     * 어떤 순간에 강체 내 모든 질점들이 동일한 속도가속도를 갖음

     - 직선 병진운동(Rectilinear Translational Motion)
        . 강체내 모든 질점이 같은 직선 궤적을 따름
           .. 모든 질점속도가속도가 동일 크기 및 방향을 유지

     - 곡선 병진운동(Curvilinear Translational Motion)
        . 강체내 모든 질점이 같은 곡선 궤적을 따름
           .. 모든 순간 마다 속도가속도의 방향 및 크기가 변함 

        . 물체가 회전을 하지 않으므로 각속도,각가속도 항상 영(0)
           .. 3개의 스칼라 방정식으로 표현됨
             강체 고정축 회전운동(Rotational Motion)
     - 강체가 고정축 주위로 평면 회전하는 운동
 
     - 특징
        . 각도가 그 특성을 보다 잘 나타냄
           .. 질량중심도 움직일 수 있으며, 
           .. 질점 마다 회전 선속도가 다르기 때문임
        . 강체회전운동이 아니고 토크에 의해 결정됨
           .. 병진운동은, 뉴튼의 제2법칙,질량,가속도 관계식 F = ma 으로 표현하나,
           .. 회전운동은, 토크,관성모멘트,각가속도에 의해 T=Iα 으로 표현됨

     - 여기서의 고정축은, 일반적으로 운동 평면에 수직하게 선택됨
           
  ㅇ 강체 일반 평면운동(General Plane Motion)
     - 평면에서 병진 및 회전이 중첩되는 운동
        . 이때, 강체의 회전축은 일정 방향을 유지 함

     - 강체의 굴림운동 (Rolling Motion) 
        . 회전축이 특정 방향으로 나란하게 진행함
           .. 강체가 평면 위에서 병진운동회전운동이 중첩됨

        . 굴림운동 묘사 例 : 사이클로이드(Cycloid)
            
           .. 바퀴가 직선 위를 구르는 점의 궤적 (병진운동회전운동의 중첩)


3. 3차원 강체 운동 

  ㅇ 어떤 운동 보다 복잡 함
     - 강체 회전축도 운동하는 경우로써, 
        . 강체 회전축의 위치/방향이 공간에 고정적이지 않고, (축 고정 또는 특정 방향)
        . 자유분방하게 움직이므로,
     - 반드시 벡터 해석 필요
        . 3축에 대한 각각의 관성모멘트(慣性能率) 및 3개의 관성적(慣性積) 필요

  ※ 자이로스크프 운동, 세차 운동 (Precessional Motion) 
     - 자전하는 회전체의 회전축이 어떤 고정축의 둘레를 천천히 도는 운동을 유지하려함
        . 회전축이 좀더 기울어지는 것에 저항하는 회전운동자이로스코프(Gyroscope, 회전의,回轉儀) 이란?
     - 공간 내에서 자유로이 회전할 수 있는 팽이의 일종 
        . 통상, 짐벌(Gimbal)이라 불리는 2개의 지지대에 의해 서로 수직한 두 회전축을 갖음


[강체 운동] 1. 강체 2. 강체 운동 3. 병진운동,회전운동 4. 오일러 방정식 5. 자이로스코프,세차운동

 
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