정역학과 다른 역학과의 관계
정역학과 다른 역학과의 관계
정역학 - 정지해 있던 물체를, 계속 정지해 있게 하기 위해서 얼마만큼이 힘이 필요한지를 알고자 하는 것.
동역학 - 정지 혹은 운동하던물체를 운동 혹은 정지시키는 등 물체의 운동을 변화시키는 데 얼마만큼의 힘이 필요한지 혹은 어떤 힘을 줄때 물체의 운동이 어떻게 변하는지에 대해 해석하는 것.
정역학과 동역학은 뉴톤의 운동법칙인 F = ma에서 출발합니다.
정역학과 동역학은 위의 운동법칙에서 좌항의 힘의 총합의 균형 혹은 불균형에 의해서
발생되는 물체의 정지 혹은 운동을 다루는 학문입니다.
정역학이라는 것은 정지해 있는 물체에 대한 힘의 해석입니다.
이는 그 물체에 작용하는 힘의 총 합(합력)이 0 입니다.
여기서 정지해있다는 말은 다시말해 a = 0입니다.
(정지한다라는 말은 가속도가 존재하지만 정지(v=0) 해있다(지속성이라는 의미에서 등속) 가속도는 0입니다
동역학은 움직일 '동'자를 써서 운동하는 물체에 대한 힘 혹은 에너지 등등 해석을 말합니다.
여기서는 주로 a = 0가 아닙니다.
동역학은 여러가지가 있지만 쉽게 생각하면 대표적으로 자동차를 생각할 수 있겠네요.
가속페달을 밟을때 속도변화, 브레이크를 밟을때 속도변화, 공기저항을 받을때 속도변화
정역학의 요점은 힘의 총합 F를 0로 만드는 것입니다.
정역학은 주로 건축물을 다루겠죠. 왜냐면 대표적으로 정지해 있는 물체이니까요.
그래서 정역학적으로 해석을 해서 어떻게 해야 건물이 안무너질까(정지)를 계산하는 것입니다.
이에 반해 동역학은 얼마만큼의 힘을 가했을때 물체의 운동이 어떻게 변하는지에 대해서 알아보며, 물체의 운동에 관심을 가지는 것이 큰 차이라고 볼 수 있겠네요.
진자운동이나, 공의 충돌, 자동차의 운동해석 등등등 움직이는 물체 해석이라 생각하시면 쉽습니다.
유체역학 - 유체 역학은 액체나 기체와 같은 유체의 움직임을 연구하는 학문입니다. 이는 유체의 흐름, 압력, 밀도, 속도 및 유체가 물체에 가하는 힘과 같은 현상을 다룹니다. 유체역학은 자연 현상과 기술적인 응용에 대한 이해를 제공하여 항공 우주, 해양공학, 자동차 및 에너지 분야에서 중요한 역할을 합니다.
정역학과 유체역학, 이 두 분야는 상호 연관성이 있습니다. 예를 들어, 정적인 유체 문제를 다룰 때 정역학적인 원리를 사용하여 액체가 정지 상태에서 가하는 힘을 분석할 수 있습니다. 또한 유체가 움직이는 경우, 유체의 운동을 설명하기 위해 유체역학의 원리를 사용할 수 있습니다. 따라서 정역학과 유체역학은 서로 보완적이며, 엔지니어링 및 물리학 분야에서 많은 응용이 이 두 분야의 원리를 결합하여 이루어집니다.
재료역학 - 재료역학은 재료의 기계적 특성을 연구하는 분야로, 재료가 힘을 받았을 때의 변형, 응력, 강도 등을 분석합니다. 이는 구조물이나 부품의 설계 및 분석에 중요한 역할을 합니다. 재료역학은 탄성, 플라스틱 변형, 파괴 및 파손과 같은 재료의 다양한 특성을 이해하는 데 초점을 맞춥니다.
재료역학과 정역학의 관계는 구조물 또는 부품의 설계와 분석에 관련이 있습니다. 구조물이나 부품을 설계할 때, 재료의 기계적 특성을 이해하여 강도, 응력, 변형률 등을 고려해야 합니다. 이러한 특성은 정역학적 원리와 결합되어 부품이나 구조물이 특정한 하중을 견딜 수 있는지, 안정적으로 작동할 수 있는지를 평가하는 데 사용됩니다. 따라서 재료역학과 정역학은 구조물 및 부품의 실제 동작을 이해하고 설계하는 데 필수적인 도구로 함께 작용합니다.