질점 동역학의 기초개념

질점 동역학의 기초개념

질점 동역학의 기초개념에 대해 알아보려고 합니다.

공간은 물체가 점유하는 기하학적 영역입니다.

공간에서의 위치는 직선거리와 각도를 측정하여 어떤 기하학적인 기준계에

대하여 상대적으로 결정된다고 합니다.

뉴턴 역학의 법칙에 대하여 기본이 되는 기준계는,

공간 내에서 평행이동이나 회전을 하지 않는다고 가정한 가상적인 한 조의 직교좌표축인

기준 관성 좌표계 또는 천문학적인 기준계입니다.

 

 

 

 

실제의 측정에 의하면, 관련된 모든 속도가 빛의 속도 300,000km/s 또는 186,000 mic/sec에 비하여

무시될 정도로 작은 한, 뉴턴역학의 법칙들이 이 기준계에 대하여 타당성을 보여 준다고 합니다.

이 기준계에 대한 측정을 절대적이라 하고, 이 기준계는 공간에서 고정되어 있다고 볼 수 있습니다.

지구표면에 부착된 기준계는 기준 관성 좌표계 내에서 다소 복잡한 운동을 하고 있기 때문에,

지구의 기준계에 대하여 행해지는 측정에 대해서는 역학의 기본방정식에 대한 수정을 할 필요가 있다고 봅니다.

 

 

 

 

예를 들면, 로켓과 우주비행 궤도의 계산에서 지구의 절대운동은 중요한 변수가 될 수 있습니다.

지구 표면에 존재하는 기계와 구조물 대부분의 공학문제에서는 이수정은 대단히 작히 작습니다.

이러한 문제들에 대하여 역학의 법칙들을 지구에 대하여 상대적으로 측정한 것에 직접 적용할 수 있으므로,

실제적인 의미에서 이러한 측정은 절대적이라고 볼 수 있습니다.

시간은 일어난 일들의 계속에 대한 척도이고, 뉴턴 역학에서는 절대량으로 간주될 수 있습니다.

 

 

질량은 물체의 운동의 변화에 대한 저항 또는 관성의 정량적인 척도입니다.

질량은 인력을 발생시키는 성질이라 할 수 있습니다.

힘은 한 물체의 다른 물체에 대한 벡터 작용입니다.

질점은 무시할 수 있는 크기를 갖는 물체입니다. 또한 한 물체의 크기가 그 물체의 운동 또는

그것에 작용하는 힘의 기술과 관계없을 때,

그 물체는 질점으로 취급될 수 있다고 합니다.

예를 들면 비행기의 항로를 기술할 때에 비행기를 질점으로 취급할 수 있습니다.

강체는 그 형태의 변화가 물체의 전체적 크기 또는 물체 전체의 위치가 변화에 비하여 무시할 수 있는 물체입니다.

강성의 가정에 대한 예를 들면, 난류 대기 속을 비행하는 비행기의 날개 끝의 작은 굽힘운동은 그 비행경로에서의

비행기 전체의 운동을 기술할 때에는 분명히 문제가 되지 않는다고 합니다.

따라서 이 목 중을 위하여는 비행기를 강체로 취급해도 무방합니다.

한편 동적 하중의 변화 때문에 생기는 날개 구조의 내부응력의 측정이 문제일 때에는

그 구조의 변형특성이 검사되어야 합니다. 이 목적을 위하여는 비행기를 더 이상 강체로 취급할 수 없다고 합니다.