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제목 답변완료 serway 대학물리학 강의 12강 개념 질문
질문유형 강좌내용 교수님 이정욱
과목 일반물리학 강좌명
작성자 김*우 (j**********0) 등록일 2023-11-10 21:45

강의를 듣고 serway 책을 읽던 중 역학적 평형의 개념에 관해 헷갈려서 질문드립니다..

 

1. 강의 중과 책 모두 역학적 평형이면 `임의의 축에 대해` 외부 알짜 토크가 0이라고 되어있습니다. (책에서는 어떤 축에 대해서도 외부 알짜 토크가 0인 것은 회전평형이기 위한 필요조건이라고 나와있습니다.) 그렇다면 어떠한 축에 대해서도 외부 알짜 토크가 0이면, 그 계(강체)는 회전 평형이다.  는 예외가 있는 틀린 명제인지 여쭤보고 싶습니다. 책에서 필요충분조건이라 하지 않아서 그 점 때문에 그렇습니다..

 

2. 제가 역학적 평형의 조건에 대해 이해한 바로는 만약 두 외부 힘이 계에 가해지면 그 두힘은 (1) 크기가 같고 (2) 방향이 반대이며 (3) 두 힘의 작용선은 일치해야한다.(두 힘의 작용선이 일치해야 알짜 외부 토크 합이 0이되기 때문에) 입니다.. 혹시 여기서 틀린 내용이 있는지 여쭤보고 싶습니다.

 

3. 12강 00:21:59~00:23:42의 시간 사이에 힘의 평형이 나란하지 않을 경우, 역학적 평형의 표현에 대해서 설명해주셨습니다.. 힘의 효과가 없으려면 세 힘의 시점과 종점이 일치해야 한다.는 말씀까지는 이해가 가지만, 

(1) 힘의 방향이 나란하지 않을 경우: 작용선의 교점 존재 에서 작용선의 교점이 존재하는 것이 역학적 평형과 무슨 관계가 있는지(더욱이 평행이동시켜 삼각형을 만든 세 힘의 작용선이 모두 한 점에서 만나지는 않는 것 같습니다..)

(2) 세 힘의 합력이 시점과 종점이 일치하면 이것이 각 힘의 moment도 상쇄시켜서 알짜 토크 값=0 즉, 회전 평형까지 만들어 준다는 것인지 잘 이해가 안 됩니다..(그림에서 아무 점이나 찍어놓고 알짜 토크=0이 되는지 실험하다가 실패했습니다..)

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댓글
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이*욱 교수님

안녕하세요.

 

1. 네, 있습니다.

만약 그림과 같이 두 힘이 나란하게 작용하는 경우를 생각해보면

2(N)<—- ( A) ——>5(N)

A점에 대해 두 힘에 의한 토크는 각각 0이므로 토크 평형상태이지만…합력은 3(N)이므로 가속운동하게 됩니다. 

 

2. 네, 맞습니다. 

강의시간에 다룬 내용이므로 강의내용도 확인 바랍니다.

 

3.

세 힘의 평형을 이루는 경우, 작용선을 평행이동하여 힘의 작용효과를 동등하게 맞춘경우 교점이 존재하게 나타낼 수 있습니다.

속도벡터 공간에서의 처음 속도와 나중속도가 일치한다는 것을 기술함에 있어, 속도 변화의 원인을 힘이라고 할 때 닫힌 도형이 만들어 짐을 의미하는 것입니다.

세 힘의 교점을 토크의 기준점으로 하는 경우, 각 힘의 토크(모멘트)는 각각 0이 됩니다. 모멘트 팔과 힘의 작용선이 나란하기 때문이죠.

 

 

  • 2023-11-17
  • 2024-12-12 수정