이번에는 동역학에서 "상대속도, 상대가속도"에 대해 설명하겠습니다.
※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. "상대"라는 개념
물리, 동역학에서 "상대"라는 개념은
어떤 운동하는 물체를 관측하였는데,
그 관측자가 여러명이며, 관측자들의 운동상태가 제각각 일때,
관측자 입장에서 물체를 보면 제각각 다른 운동상태를 정의할 수 밖에 없습니다.
이것이 "상대"라는 개념 입니다.
2. 상대속도, 상대가속도 개념 및 공식 소개
따라서, 관측자(A)와 물체(B) 사이의 거리를 r_(B/A)로 나타낸다면,
위와 같이 식을 나타낼 수 있습니다.
물체와 관측자 사이의 거리를 물체의 위치에서 관측자 위치에서 빼면
관측자 입장에서의 거리를 정의할 수 있습니다.
이를 시간에 따라 미분1번, 미분 2번하면
상대속도, 상대가속도도 아래와 같이 식을 나타낼 수 있습니다.
그래서 상대속도 공식이 운동하는 물체의 위치와 관측자의 위치 사이의 거리를
미분하였기 때문에 위와 같이 나오는 것입니다.
3. 상대속도, 상대가속도 식 세우는 법 (예시)
아래오 같은 그림을 예시로 상대속도, 상대가속도 식 세우는법에 대해 설명하겠습니다.
B라는 물체가 중력에 의해 떨어지면 A라는 물체도 같이 떨어집니다.
A와 B의 물체가 다르게 움직인다면 줄은 반드시 끊어지지만,
끊어지지 않는 상태에서 운동한다면 줄의 길이 "L = S(A) + S(B)"는 변하지 않습니다.
그렇다면 이 둘의 사이의 거리(변위로 정의 안하고 줄 간격으로 정의)는
절대 변하지 않으며, 운동상태도 반드시 같을 수 밖에 없습니다.
두 물체간의 거리가 일정하기 때문에, 이를 시간에 대해 1번, 2번 미분하면
상대속도, 상대가속도의 크기는 서로 같을 수 밖에 없다고 결론이 나옵니다.
이렇게 두 물체 사이의 상대적인 운동의 경계조건을 위와 같이 구할 수 있습니다.
다음에는 강체의 운동 유형에 대해 설명하겠습니다.
4. 강체의 운동 유형 알아보기 (링크)
강체의 운동이 크게 5가지가 있는데,
강체의 특징을 알고, 이에 대한 운동의 유형(종류)도 알아야합니다.
자세한 것은 링크를 참고하기 바랍니다.
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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