꿀잼 기계항공공학

 일반물리학에서 그 내용이 그렇게 어렵지는 않은 상대속도! 하지만 상대속도라는 개념이 역학의 여러분야에서 종종 활용되기도 합니다. 주로 ... 문제를 풀고 해석하는 쪽이지요. 

 이번 포스팅에서는 상대속도의 개념이 뭔지, 그리고 어떻게 활용되는지 한 번 깊게 고민해봐용!!

상대속도란??

 상대속도란 관측자의 관점에 따라 계산하는 속도입니다. 이렇게 계산해봅시다. 

 이런 그림을 생각해봅시다. 그럼 A가 B를 봤을 때 A는 B가 몇 m/s로 움직이고 있는 것으로 보일까요?

5m/s로 보일것입니다. 왜냐면 A는 가만히 있으니까요. 그런데 만약 A가 움직일 경우에는 B가 어떻게 보이게 될까요??

 이번에는 A가 2m/s로 움직인다고 가정해봅시다. 그럴 경우 A는 어떻게 B가 보일까요??

 그러면 A가 움직이고 있는 그 속도는 빼주어야 간단하게 비교할 수 있겠지요? 그럼 B에 속도에서 A의 속도만큼만 빼주면 A가 보는 B의 속도가 되겠지요.  간단히 그림으로 나타내면 다음과 같습니다. 

 위 그림은 A의 속도를 빼고 B의 속도를 바라봤을 때를 나타낸 것입니다. 즉 상대속도란 누군가를 기준으로 했을 때 관찰되는 상대방의 속도를 표현한 것이라고 볼 수 있지요. 그럼 이런 상대속도가 기계공학에서는 어떻게 활용이 될까요? 어느 역학에서 자주 사용이 될까용??

어느 분야에서 사용되는가?

 아마 기계공학에서 뽑자면 유체역학과 동역학에서 활용이 많이 되지 않을까요? 실제로 그렇습니다. 그럼 어떤식으로 이용이 될까요?

 이 그림 중 (b)의 Reflected Expansion Waves의 그림을 주목해주세요. 기체역학이라는 분야에서 쓰는 것입니다. 충격파가 벽에 반사되어 움직이면 충격파가 움직이는 속도도 고려해서 계산을 해야하는 데 그러려면 상대속도라는 개념을 활용하여야합니다. 음.. 충격파 이야기는 언젠가 때가 되면 다시 이야기해야겠네요...

 이 문제는 밑에 바퀴 달린 물체가 V_0 이라는 속도로 움직이고, 이 물체에 부딫치는 유체가 V_1 속도로 움직이면 그 때 물체에 작용하는 수레의 힘을 구하는 것인데요. 이것은 유체 속도 이외에도 수레의 속도도 고려해야하는데요. 왜냐면 수레가 움직이게 되면서 빠지는 유량이 있기 때문이에요. 수레 속도를 같이 고려하면 헷갈릴 수 있으니 아예 수레 속도는 빼놓고 계산을 하는게 편하겠지요. 그래서 상대속도를 활용해야합니다. 

마치며...

 아직은 블로그에 쌓인 정보가 적어서 상대속도의 활용에 대해서 좀 더 자세히 설명하지 못했습니다. 기회가 되면 좀 더 보완을 해보고 싶네요. 상대속도 이외에도 다양한 개념들이 기계공학과 물리학에 있습니다. 저는 꾸준히 꾸준히 기계공학, 그리고 기사 공부를 하며 풀이를 재밌게 할 수 있다면 그렇게 해보고 싶습니다.