병진운동 회전운동 비교

1. 병진운동 및 회전운동 이란?

  ㅇ 병진운동 (Translational Motion)
     - 모든 질점들이 평행하게 동일 거리를 움직임
        . 직선 병진운동 (Rectilinear Translational Motion)
        . 곡선 병진운동 (Curvilinear Translational Motion)

     - (표현식)  F = m a  (F : 힘, m : 관성질량, a : 가속도)

  ㅇ 회전운동/회전축운동 (Rotational Motion)
     - 물체(주로,강체)가 회전축 주위로 회전을 하는 운동
        . 모든 질점이 한 직선 주위로 회전
           .. 어떤 특정 축선 주위로 모든 질점들이 회전축과의 거리를 유지하며 원호를 그림

     - (표현식)  T = J α  (T : 토크, J : 관성모멘트, α : 각가속도)

  ※  [참고용어] ☞ 강체운동 참조


2. 병진운동 및 회전운동 비교

  ※ [ 범례 : ① 병진운동,  ② 회전운동 ]

  ㅇ 변위       :  ① 길이(선변위) l             ② 각도(각변위) θ 또는 s = rθ 

     - 방향을 고려한 이동 량 (거리,각도)

  ㅇ 속도       :  ① 선 속도 v                  ② 각 속도 ω

     - 변위의 시간변화율

  ㅇ 가속도     :  ① 선가속도 a (at=rα, ac=ω2r)     ② 각가속도 α 

     - 가속하는 물체에는 반드시 힘이 작용함

  ㅇ 힘         :  ① 힘 F                      ② 토크 T = r x F

     - 물체의 상태(운동,변형)를 변화시키는 원인/작용(action)

     - [참고]
        . 강체의 병진운동 때의 힘의 효과는, => 힘의 크기,방향에 의존
        . 강체의 회전운동 때의 힘의 효과는, => 힘의 크기,방향 및 작용점(작용선)에도 의존

  ㅇ 질량(관성)  :  ① 관성질량 m                ② 관성모멘트 J

     - 운동 변화에 저항하려는 모든 물체가 갖는 공통 성질

  ㅇ 운동량     :  ① 선운동량 p = mv = (관성질량) x (속도)
                   ② 각운동량 L = r x p = Jω = (관성모멘트) x (각속도)

     - 물체의 운동을 지속시키게하는, 또는 정지하기 어렵게 만드는 물리량

  ㅇ 운동에너지 :  ① ½mv2 = ½ x (관성질량) x (속도)2
                   ② ½Jω2 = ½ x (관성모멘트) x (각속도)2 

     - 물체의 운동에 관계되는(의존하는) 에너지

  ㅇ 운동방정식 :  ① ∑모든 외력 F = ma = (관성질량) x (가속도)
                   ② ∑모든 외력 T = Jα = (관성모멘트) x (가속도)

     - 물체의 운동을 물리량(위치,속도)의 시간 변화에 따라 기술하는 방정식


3. 병진운동 및 회전운동 표현 비교 例