강체
두 개로 나뭇 가지를 깨는 적이 있습니까? 아니면 실수로 손에서 미끄러 졌을 때 유리가 산산조각 났습니까? 이제 아무리 떨어 뜨리거나 비틀거나 파업하더라도 부러지지 않는 물체를 상상해보십시오. 어떤 조건에서도 모양이 바뀌지 않는다고 상상해보십시오. 방금 상상했던이 대상은 단단한 몸입니다. 그리고 단단한 몸의 완벽한 예는 없지만 단단한 몸에 매우 가까운 많은 고체가 있습니다. 단단한 몸의 정의부터 시작하겠습니다.
단단한 몸은 모든 조건에서 모양을 유지하고 변형되지 않는 이상적인 단단한 몸체입니다. 단단한 몸에서, 변형은 비이거나 작게 간주되어 계산하는 동안 무시 될 수 있습니다.
강체의 특성
- 단단한 몸은 고체 물질로 만들어진 입자의 수집으로 볼 수 있습니다. 단단한 몸체에서는 두 입자 사이의 거리는 시간이 일정하게 유지됩니다. 그것은 단단한 몸에 가해지는 외부 힘이나 순간에 영향을받지 않습니다.
- 단단한 몸체를 고려하고 강체의 두 지점은 지점 j이고 포인트 k.
- 이 두 지점 사이의 거리는 강체의 법칙에 따라 일정하게 유지 되며이 거리는 rk.j 에 의해 정의됩니다.
- 거리 값은 일정하지만 j에서 k로 계산하는지 또는 그 반대로 계산하는지에 따라 양수 또는 음수 일 수 있습니다.
- 그러나 단단한 몸의 두 지점 J와 K 사이의 거리의 크기는 항상 동일하게 유지됩니다.
- 거리의 크기는 다음과 같이 표시 될 수 있습니다.
- | rk.j | ~ rk.j =상수.
- 단단한 몸은 단단한 모양에 걸쳐 동일한 질량 분포를 갖도록 이상화됩니다.
- 실제로, 모든 고체는 움직일 때 변형됩니다. 그러나 신체의 변형이 신체의 전반적인 움직임에 비해 무시할 수 있다면 단단한 몸으로 받아 들일 수 있습니다.
운동 중 강체의 특성
- 단단한 몸체가 움직일 때, 신체의 모든 선은 원래 위치와 평행하게 유지됩니다.
- 신체의 모든 지점은 단단한 몸체가 움직일 때 속도와 가속도가 동일합니다.
- 강성 몸체가 고정 축을 중심으로 회전하는 경우, 신체의 모든 입자는 회전 축 주위의 완벽한 원으로 움직입니다. 따라서이 경우 회전의 각속도를 통해 신체의 움직임을 결정할 수 있습니다.
강성 신체의 예
이론적으로, 단단한 몸은 상상력으로 만 존재합니다. 이는 외부 요인, 특히 움직일 때 그러한 물체가 변형되지 않기 때문입니다. 그러나 단단한 몸의 실질적인 사용법이 있습니다. 현실 세계에서는 겪고있는 운동과 비교할 때 무시할 수없는 몸매가 단단한 몸으로 간주됩니다.
단단한 몸의 일부 예는 다음과 같습니다.
- 강화 강철로 만든 볼 베어링은 단단한 몸의 예입니다. 볼 베어링은 기계적 에너지를 거의 잃지 않고 튀는 또는 탭핑시 최대 모양을 유지합니다. 따라서 그것은 단단한 몸의 예입니다.
- 운송에 사용되는 다리를 고려하십시오. 그것은 일관되게 무게의 톤을 지원하지만 약간의 변형 만 겪습니다. 따라서 단단한 몸으로 간주 될 수 있습니다.
- 단단한 몸의 세 번째 예는 비행기의 날개입니다. 비행 중에이 날개가 경험 한 움직임은 무시할 수 있습니다. 따라서 변형은 무시됩니다.
- 양자 역학은 분자 또는 지점 질량을 강체로 간주합니다.
결론
이 장에서는 단단한 몸의 기본 특성과 예를 가르쳐주었습니다. 또한 아래에 언급 된 주제에 대한 자주 묻는 질문을 살펴보십시오. 당신은 운동중인 단단한 몸과 강성 몸의 운동 에너지에 대해 배우면 단단한 몸의 주제를 더 이해할 수 있습니다.
