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강체 운동
강체
강체란 물리학에서 형태가 변하지 않는 물체를 가리킨다. 외력이 가해져도 크기나 모양이 변형되지 않거나 변형되는 정도가 무시할 수 있을 만큼 작다면 강체로 가정하기도 한다.
회전운동과 병진운동
회전운동이란 물체가 한 점을 축으로 회전하는 운동을 말하며 병진운동이란 평행이동 즉 질점계의 모든 질점이 똑같이 이동하는 운동을 말한다. 강체의 가장 일반적인 운동은 질량중심의 병진운동과 질량중심을 지나는 축에 대한 회전운동의 결합이다. 이 운동을 설명 할 때 기본적으로 두 가지의 조건이 만족 되어야 하는데, 첫 번째는 회전축은 물체의 대칭축 이어야 하고, 물체의 질량 중심이 회전축 상에 있어야 한다. 두 번째는 회전축이 움직이더라도 그 방향은 달라져서는 안 된다.
앞서 말한바와 같이 강체의 운동은 병진운동과 회전운동의 합으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 달리는 차의 바퀴를 생각해보자. 질량 중심의 속도는 v, v' 벡터들은 각 지점에서의 질량중심에 대한 상대속도를 나타내며 이것은 중심축에 대한 회전운동의 속도를 말한다. 움직이는 바퀴에 대해 복합적인 운동을 관성계에서 보면, 각 호부분의 실제 속도는 두 벡터의 합이 된다. 바퀴가 지면과 접하고 있는 점은 순간적으로 그 속도가 0이 된다. 또 바퀴의 맨 윗부분은 속도가 질량중심 속도의 2배가 되고, 양 옆의 점들의 속도는 수평면과 45도 각도를 이루고 있음을 알 수 있다.
앞서 말한바와 같이 강체의 운동은 병진운동과 회전운동의 합으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 달리는 차의 바퀴를 생각해보자. 질량 중심의 속도는 v, v' 벡터들은 각 지점에서의 질량중심에 대한 상대속도를 나타내며 이것은 중심축에 대한 회전운동의 속도를 말한다. 움직이는 바퀴에 대해 복합적인 운동을 관성계에서 보면, 각 호부분의 실제 속도는 두 벡터의 합이 된다. 바퀴가 지면과 접하고 있는 점은 순간적으로 그 속도가 0이 된다. 또 바퀴의 맨 윗부분은 속도가 질량중심 속도의 2배가 되고, 양 옆의 점들의 속도는 수평면과 45도 각도를 이루고 있음을 알 수 있다.
최종수정일
2017년 3월 27일