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재료역학의 범위는 왜 정역학일까요?

안녕하세요, 그동안 고체역학이나 재료역학을 보면 항상 궁금했었는데 여기에 그 궁금증을 한번 올려봅니다. 재료역학에서는 외부 힘에 대한 반작용으로 물질 내부에 반력이 생기로 이 반력으로 인해서 굽힘이나 처짐과 같은 변형이 일어납니다. 즉 물체가 변형(deformation)되잖아요. 그리고 이 물제에 대한 해석을 정역학을 이용해서 해석을 하게되죠. sigma F =0, sigma M=0 으로 해서 변형값을 구합니다. 제가 갖고 있는 문제는 물체가 변형을 하면 움직인다는 것이고 그렇다면 이것은 정역학적인 해석이 아니라 동역학적 해석을 해야 하는게 아니냐 하는 겁니다. 정역학에서는 분명 강체(rigid body) 에 대한 해석을 한다고 하는데 재료역학은 강체에 대한 해석이 아니라 변형을 하는 물체에 대한 해석이 아닌가 합니다. 강체로 가정한다면 재료역학의 범위가 아니고 강체가 아니라면 정역학의 범위가 아닌거 아닌가요. 뭐를 잘못 이해하고 있는지 아시는 분 조언 부탁드려요. 현재 이해하고 있는 바로는 이 부분에 대한 오차를 인정하면서 정역학적인 해석을 한다고 생각하고 있는데 뭔가 좀 이상하기도 하고, 탄성재질에 대한 해석이라고 해도 물체에 변형이 생긴다면 외부 F 의 값도 일정하지 않고 시간에 따라 계속적으로 변경되지 않을까 하는데... gb
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답변 3
  • 답변

    김기백님의 답변

    답변 감사합니다. 제가 궁금한 부분을 맞게 이해하신거 같은데요, 답변 내용중 “탄성재질에 대한 해석에서 물체에 변형이 생겨서 외부 F 의 값이 변해도 너무 너무 작고, 평형상태가 되었기 때문에 시간에 따라 변하지는 않습니다.“ 외부 F 값이 변하긴 하는데 이 값이 아주 작기 때문에 오차를 있기는 한건지 아니면 오차가 있을 수 없는건지가 의문입니다. 이론상으로는 오차가 없어야 하는건데 계산상의 오차가 발생하는것 같기도 합니다. Hook's rule 에서 F=kx 면 x 가 변함에 따라 F 가 변하게 되고 그런데 평형상태로 해석을 하는게 이해가 안됩니다. 아무튼 답변 감사합니다. 도움이 되었습니다. >안녕하세요, 그동안 고체역학이나 재료역학을 보면 항상 궁금했었는데 여기에 그 궁금증을 한번 올려봅니다. 재료역학에서는 외부 힘에 대한 반작용으로 물질 내부에 반력이 생기로 이 반력으로 인해서 굽힘이나 처짐과 같은 변형이 일어납니다. > >즉 물체가 변형(deformation)되잖아요. 그리고 이 물제에 대한 해석을 정역학을 이용해서 해석을 하게되죠. sigma F =0, sigma M=0 으로 해서 변형값을 구합니다. > >제가 갖고 있는 문제는 물체가 변형을 하면 움직인다는 것이고 그렇다면 이것은 정역학적인 해석이 아니라 동역학적 해석을 해야 하는게 아니냐 하는 겁니다. 정역학에서는 분명 강체(rigid body) 에 대한 해석을 한다고 하는데 재료역학은 강체에 대한 해석이 아니라 변형을 하는 물체에 대한 해석이 아닌가 합니다. > > >강체로 가정한다면 재료역학의 범위가 아니고 강체가 아니라면 정역학의 범위가 아닌거 아닌가요. > > >뭐를 잘못 이해하고 있는지 아시는 분 조언 부탁드려요. 현재 이해하고 있는 바로는 이 부분에 대한 오차를 인정하면서 정역학적인 해석을 한다고 생각하고 있는데 뭔가 좀 이상하기도 하고, 탄성재질에 대한 해석이라고 해도 물체에 변형이 생긴다면 외부 F 의 값도 일정하지 않고 시간에 따라 계속적으로 변경되지 않을까 하는데... > > > >gb > >
    답변 감사합니다. 제가 궁금한 부분을 맞게 이해하신거 같은데요, 답변 내용중 “탄성재질에 대한 해석에서 물체에 변형이 생겨서 외부 F 의 값이 변해도 너무 너무 작고, 평형상태가 되었기 때문에 시간에 따라 변하지는 않습니다.“ 외부 F 값이 변하긴 하는데 이 값이 아주 작기 때문에 오차를 있기는 한건지 아니면 오차가 있을 수 없는건지가 의문입니다. 이론상으로는 오차가 없어야 하는건데 계산상의 오차가 발생하는것 같기도 합니다. Hook's rule 에서 F=kx 면 x 가 변함에 따라 F 가 변하게 되고 그런데 평형상태로 해석을 하는게 이해가 안됩니다. 아무튼 답변 감사합니다. 도움이 되었습니다. >안녕하세요, 그동안 고체역학이나 재료역학을 보면 항상 궁금했었는데 여기에 그 궁금증을 한번 올려봅니다. 재료역학에서는 외부 힘에 대한 반작용으로 물질 내부에 반력이 생기로 이 반력으로 인해서 굽힘이나 처짐과 같은 변형이 일어납니다. > >즉 물체가 변형(deformation)되잖아요. 그리고 이 물제에 대한 해석을 정역학을 이용해서 해석을 하게되죠. sigma F =0, sigma M=0 으로 해서 변형값을 구합니다. > >제가 갖고 있는 문제는 물체가 변형을 하면 움직인다는 것이고 그렇다면 이것은 정역학적인 해석이 아니라 동역학적 해석을 해야 하는게 아니냐 하는 겁니다. 정역학에서는 분명 강체(rigid body) 에 대한 해석을 한다고 하는데 재료역학은 강체에 대한 해석이 아니라 변형을 하는 물체에 대한 해석이 아닌가 합니다. > > >강체로 가정한다면 재료역학의 범위가 아니고 강체가 아니라면 정역학의 범위가 아닌거 아닌가요. > > >뭐를 잘못 이해하고 있는지 아시는 분 조언 부탁드려요. 현재 이해하고 있는 바로는 이 부분에 대한 오차를 인정하면서 정역학적인 해석을 한다고 생각하고 있는데 뭔가 좀 이상하기도 하고, 탄성재질에 대한 해석이라고 해도 물체에 변형이 생긴다면 외부 F 의 값도 일정하지 않고 시간에 따라 계속적으로 변경되지 않을까 하는데... > > > >gb > >
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  • 답변

    박병규님의 답변

    물체 전체를 시스템(해석 대상)으로 보면, 가속도, 속도가 없기 때문입니다. missile, parachute 등등은 동력학에서 다루지요. 재료분야도 깊이 들어가는 재료내부의 현상들, 예를 들면, 분자운동론(molecular kinetics), 분자동력학(molecular dynamics)을 다루는 경우에는 동력학이 필요합니다. 탄성재질에 대한 해석에서 물체에 변형이 생겨서 외부 F 의 값이 변해도 너무 너무 작고, 평형상태가 되었기 때문에 시간에 따라 변하지는 않습니다. 물체진동과 같이 시간에 따라 변한다면 동력학으로 다루어야 하겠지요. 도움이 되었기를 ... >안녕하세요, 그동안 고체역학이나 재료역학을 보면 항상 궁금했었는데 여기에 그 궁금증을 한번 올려봅니다. 재료역학에서는 외부 힘에 대한 반작용으로 물질 내부에 반력이 생기로 이 반력으로 인해서 굽힘이나 처짐과 같은 변형이 일어납니다. > >즉 물체가 변형(deformation)되잖아요. 그리고 이 물제에 대한 해석을 정역학을 이용해서 해석을 하게되죠. sigma F =0, sigma M=0 으로 해서 변형값을 구합니다. > >제가 갖고 있는 문제는 물체가 변형을 하면 움직인다는 것이고 그렇다면 이것은 정역학적인 해석이 아니라 동역학적 해석을 해야 하는게 아니냐 하는 겁니다. 정역학에서는 분명 강체(rigid body) 에 대한 해석을 한다고 하는데 재료역학은 강체에 대한 해석이 아니라 변형을 하는 물체에 대한 해석이 아닌가 합니다. > > >강체로 가정한다면 재료역학의 범위가 아니고 강체가 아니라면 정역학의 범위가 아닌거 아닌가요. > > >뭐를 잘못 이해하고 있는지 아시는 분 조언 부탁드려요. 현재 이해하고 있는 바로는 이 부분에 대한 오차를 인정하면서 정역학적인 해석을 한다고 생각하고 있는데 뭔가 좀 이상하기도 하고, 탄성재질에 대한 해석이라고 해도 물체에 변형이 생긴다면 외부 F 의 값도 일정하지 않고 시간에 따라 계속적으로 변경되지 않을까 하는데... > > > >gb > >
    물체 전체를 시스템(해석 대상)으로 보면, 가속도, 속도가 없기 때문입니다. missile, parachute 등등은 동력학에서 다루지요. 재료분야도 깊이 들어가는 재료내부의 현상들, 예를 들면, 분자운동론(molecular kinetics), 분자동력학(molecular dynamics)을 다루는 경우에는 동력학이 필요합니다. 탄성재질에 대한 해석에서 물체에 변형이 생겨서 외부 F 의 값이 변해도 너무 너무 작고, 평형상태가 되었기 때문에 시간에 따라 변하지는 않습니다. 물체진동과 같이 시간에 따라 변한다면 동력학으로 다루어야 하겠지요. 도움이 되었기를 ... >안녕하세요, 그동안 고체역학이나 재료역학을 보면 항상 궁금했었는데 여기에 그 궁금증을 한번 올려봅니다. 재료역학에서는 외부 힘에 대한 반작용으로 물질 내부에 반력이 생기로 이 반력으로 인해서 굽힘이나 처짐과 같은 변형이 일어납니다. > >즉 물체가 변형(deformation)되잖아요. 그리고 이 물제에 대한 해석을 정역학을 이용해서 해석을 하게되죠. sigma F =0, sigma M=0 으로 해서 변형값을 구합니다. > >제가 갖고 있는 문제는 물체가 변형을 하면 움직인다는 것이고 그렇다면 이것은 정역학적인 해석이 아니라 동역학적 해석을 해야 하는게 아니냐 하는 겁니다. 정역학에서는 분명 강체(rigid body) 에 대한 해석을 한다고 하는데 재료역학은 강체에 대한 해석이 아니라 변형을 하는 물체에 대한 해석이 아닌가 합니다. > > >강체로 가정한다면 재료역학의 범위가 아니고 강체가 아니라면 정역학의 범위가 아닌거 아닌가요. > > >뭐를 잘못 이해하고 있는지 아시는 분 조언 부탁드려요. 현재 이해하고 있는 바로는 이 부분에 대한 오차를 인정하면서 정역학적인 해석을 한다고 생각하고 있는데 뭔가 좀 이상하기도 하고, 탄성재질에 대한 해석이라고 해도 물체에 변형이 생긴다면 외부 F 의 값도 일정하지 않고 시간에 따라 계속적으로 변경되지 않을까 하는데... > > > >gb > >
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    송준희님의 답변

    정역학의 범위는 정지한 물체나 일정 속도로 움직이는 물체에 대해서만 포함되는 상태입니다. 두 경우 모두 평형을 유지하기 위해서는 힘과 모멘트의 합이 0이 됩니다. 고체역학의 대상물에서 정역학 평형식을 이용하는 것은 평형상태에 있다는 자체를 이용하는 것입니다. 응력이든, 변형이든, 후크법칙이든,, 어떤 경우라도 평형상태에 있으려면 힘이나 모멘트의 모든 합이 0이 되어야합니다. 고체역학에서는 이 평형상태를 이용하는 것입니다.
    정역학의 범위는 정지한 물체나 일정 속도로 움직이는 물체에 대해서만 포함되는 상태입니다. 두 경우 모두 평형을 유지하기 위해서는 힘과 모멘트의 합이 0이 됩니다. 고체역학의 대상물에서 정역학 평형식을 이용하는 것은 평형상태에 있다는 자체를 이용하는 것입니다. 응력이든, 변형이든, 후크법칙이든,, 어떤 경우라도 평형상태에 있으려면 힘이나 모멘트의 모든 합이 0이 되어야합니다. 고체역학에서는 이 평형상태를 이용하는 것입니다.
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