[물리학] 강체, 토크, 물리진자

1. 강체

- 물리학에서 형태가 변하지 않는 물체

- 외력이 가해져도 크기나 모양이 변형되지 않거나 변형되는 정도가 무시할 수 있을 만큼 작다면 강체로 가정하기도 한다.

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2. 회전운동과 병진운동 

- 회전운동: 물체가 한 점을 축으로 회전하는 운동을 말하며 병진운동이란 평행이동 즉 질점계의 모든 질점이 똑같이 이동하는 운동

- 질량중심의 병진운동과 질량중심을 지나는 축에 대한 회전운동의 결합

 

 

3. 회전관성 

1) 질점의 회전관성 

- 모양이 없다 

 

2) 강체의 회전관성

- 모양이 존재한다 -> β

 

3) 평행축 정리

- 회전 중심이 질량 중심에 있지 않은 경우 회전관성을 계산하는 공식

- 축을 이동시켜서 관성모멘트를 구해야 한다 

 

4. 회전운동 

1) 여러가지 회전 

 

5. 토크 

1) 토크와 토크방정식 

- 토크 = 0

-> 힘이 축에 있을때, 힘이 축을 향할때 

 

2) 방정식, 토크 찾기 

- 축을 찾는다

- 작용점을 찾는다

- 축과 작용점을 직선으로 연결한다

- 기준선에 대한 수직인 선을 찾는다 

 

6. 각운동량

1) 각운동량 공식 

- 각운동량은 반시계 방향일 때 양의 값을 가지는 것으로 정의

- 각운동량은 병진운동계의 운동량 p = mv와 대응되는 개념

- 각운동량 보존의 법칙

○ 뇌터의 정리 : 대칭성이 있으면 그에 상응하는 보존량이 있어야 한다는 법칙

○ 우주는 공간에 대한 회전대칭성이 있음

○ 상응하는 보존량이 각운동량인 것으로 여겨지고 있음

 

2) 각운동량 보존 

- 회전체가 자신의 회전을 유지한다 

- L = IW 가 일정하다, 단, I와 W는 변할 수 있다 

 

 

7. 토크 평형 

 

2) 고정회전축에 있을 때 

 

8. 물리진자 

왼: 사이언스올 / 우: 나무위키

- 강체를 수평 고정축으로 관통시켜 지지한 진자

- 물리진자 운동방정식

- 고정축을 O, 강체의 무게중심을 G, 고정축과 강체의 무게중심의 거리를 h, 강체의 질량을 M이라 하고 고정축 둘레의 관성모멘트는 I, 중력가속도는g, OG가 연직선과 이루는 각이 θ

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