꿀잼 기계항공공학

 안녕하세요! 공돌이 인생무상입니다. 티스토리에 오랜만에 역학과 관련된 주제로 글을 써보네요. 정말...

계~속 이 주제들 이런 학문 이야기로 글을 써보고 싶은데 근 2년간 시간이 정말 .. 시간이 제 편이 되어주질 못해 그만 글을 쓰지 못했습니다. 그 사이 이런저런 일상 이야기를 쓰는게 많았고 그걸 많이 써버리는 바람에 허허허... 그치만! 이제 다시 정착하여 재미있는 역학 이야기를 써보려고 합니다!

 오늘 이야기는 간단하게 동역학을 입문하기 전 운동학과 운동역학에 대해 이야길 해보려고 합니다. 이걸 이야기하고 난 다음에 뉴턴의 법칙에 대해서 이야길 해보면 좋을 것 같네요. 

ㅇ ㅏ ㅇ ㅏ..너무 비슷해서 헷갈려!

 비슷하지만 사실 크게 어렵지도 않습니다. 두 개를 구분하는데 있어서 가장 중요한 것은 "힘" 바로 외력의 존재 유무이지요. 물체의 운동에 있어 외력이 존재한다고 외력까지 포함해 운동을 수학적으로 서술한다면 운동역학, 반대로 외력을 고려하지 않고 운동을 수학적으로 표현한다면 운동학이 되지요. 그래서 기구학을 운동학이랑 같이 보기도 하고 기구학을 영어로 또.. Kinematics라고 하기도 하지요. 

 이렇게 변위/속도/가속도 등 물체의 이동 및 이동 궤적과 관련된 변수들을 수학적으로 표현하는게 운동학이라면 

 변위/속도/가속도가 힘에 의해 어떻게 변하는지 확인하는게 운동역학이라고 볼 수 있습니다. 이 사진은 병진운동 ( 직선으로 움직이는 운동) 만 표현했는데 회전에서도 똑같이 적용되구요. 외력으로 인해 운동이 어떻게 변하는지 보는 것이기 때문에 에너지 보존 법칙을 이용한 물체의 운동 분석과 운동량 보존/ 운동량 충격량을 통한 분석 또한 운동역학의 영역에 들어가겠네요. 

 여기서 회전운동일 경우 각속도 각가속도만 고려한다면 회전운동학, 모멘트로 인한 회전으로 인해 각속도, 각가속도의 변화가 어떻게 되는지 알아보는게 회전운동역학이라고 보시면 됩니다.  표로 간단히 정리하죠. 

이게 어디 필요하죠?

 문제풀고 점수받는데 있어서 이 두 학문의 구분은 크게 중요하지 않습니다. 뭐 그냥 역학에서 지나가는 길일 뿐이죠. 다만 이 두 개를 정확히 구분하지 못하면 향후 역학 관련 수업에서 헷갈릴 때가 굉장히 많을 겁니다. 유체역학에서 상사를 이야기할 때 보통 역학적 상사 / 운동학적 상사라는 이야기가 나오는데 여기서 많이 헷갈릴 수 있겠네요. 두 개가 같은거 아닌가 하고 생각할 수 있겠지만, 사실 외력유무에 따라 또 물체 운동이 영향을 받기 때문에 이걸 구분 안할 순 없을 것 같네요. 역학에서 나오는 많은 개념들을 이해하기 위해선 이 두개를 확실히 구분해야할 필요성이 있고 앞으로 더 어려운 것들을 설명하는데 반드시 필요하다고 생각하여 다루게 되었습니다. 

마무리

 역학 교과서들 설명이 대부분 어렵거나 아니면 " 이 부분은 다 아니까 종이 지면을 아끼기 위해서 생략해야겠어" 하고 넘어가는 부분들이 학생들을 암걸리게 하지요. 하하.. 이런 부분이 한국 주입식 교육의 단점 중 하나인 "넓어지지 않는 시야"와 환상의 시너지를 이루어서 평균속도 관련한 이 예제에서 많은 학생들을 멘탈 붕괴시키기도 하지요. 제 블로그의 취지도 사실 제가 배운 것에 대해 기록 저장소로 쓰면서 동시에 다양하고 깊게 지식을 다뤄 개인과 사회 전체의 지식 수준을 높여보자는 취지로 글을 썼었습니다.