SUBORATORY

#재료역학 ​ 하중이 가해진 봉이 두 가지 조건을 만족할 때 균일 상태라 정의됩니다. 첫째, 단면이 균일. 둘째, 하중이 말단에 일정(단일 하중)하게 적용. ​ 그 반대의 경우, 즉 단면이 균일하지 않거나 가해지는 하중이 일정하지 않은 경우 비균일 상태로 정의합니다. ​ 지난 시간에 단일하중 P가 작용했을 때 봉의 길이변화량이 아래와 같음을 알아보았었습니다. ​ 단 조건이 단일하중, 균일단면봉이었습니다. 오늘은 비균일 단면봉의 경우 봉의 길이변화량은 어떻게 구할 수 있는지 알아봅시다. (i) Definition​ 유한 개(셀 수 있는)의 하중이 가해졌을 때 봉의 길이변화는 다음과 같습니다. ​ ​ N은 수직력, L은 수직력이 작용하는 길이, E는 재료의 탄성계수, A는 수직력이 가해진 부분의 단면적 입니..

액체에서 기체로의 변화, 즉 기화가 일어나는 현상은 크게 두 가지가 존재한다. 액체에서 기체로 변한다고 무조건 증발이 아니다. 액체 표면에서는 증발 현상, 액체 내부에서는 비등 현상이라고 한다. 고속 액체 유동(선박의 스크류)에서는 액체 내부에 하얗게 기포가 발생되는 것을 자주 볼 수 있는데, 이것을 공동 현상(Cavitation)이라 한다. 공동 현상은 쉽게 말해 고속 액체 유동에서 비등 현상이 일어나는 것이다. ​ ​ ​ (i) 증발(evaporation), 비등(boiling) ​ 앞서 말했듯이 증발은 액체의 표면에서 발생하는 현상, 비등은 액체의 내부에서 발생하는 현상이다. 증발 현상(evaporation)의 원인은 공기에 대한 액체 분자의 분압(partial pressure)이 낮기 때문이다. ..

고등학교 과정에서 배운 훅의 법칙(Hooke's law)은 F=-kx 즉 용수철이 늘어난 길이와 힘의 관계를 말했지만 재료역학에서 훅의 법칙을 논한다면 응력과 변형률 간의 관계를 의미합니다. ​ (i) Definition ​ ​ σ (sigma)는 축응력(axial stress), E는 탄성계수(Modulus of Elasticity), ε는 축변형률(axial strain) 입니다. 응력의 단위가 Pa [N/m^2] 고, 변형률이 무차원 단위이기 때문에 탄성계수 E는 응력과 같은 Pa 단위를 가집니다. 기본단위가 Gpa (10^9 Pa)일 정도로 탄성계수는 매우 큰 값을 가집니다. ​ ​ ​ ​ ​ ​ 훅의 법칙에는 두 가지 조건이 선행됩니다. 첫째, 재료가 탄성적으로 거동할 것. 둘째, 응력-변형률 ..

체적계수라고도 하고 체적탄성계수라고도 부르는데, 체적탄성계수라는 용어가 더 대중적인 것 같다. ​ 압축성(Compressibility)은 유체역학에서 고려해야 하는 중요한 물성이다. 압축성유체와 비압축성유체로 유체를 구분하는 것이 유체의 분석의 기초가 되며, 압축성유체냐 비압축성유체냐를 가르는 기준이 바로 체적탄성계수다. ​ (i) Definition ​ 체적탄성계수는 위와 같이 정의된다. p는 압력, V는 체적, ρ는 밀도를 의미한다. 첫번째 등식에서는 V가 원래 체적, dp가 미소압력변화, dV가 미소체적변화가 된다.단위가 재료역학, 고체역학에서 등장하는 탄성계수(Modulus of Elasticity)와 동일하다. 단위도 동일하게 파스칼(Pa)을 사용. ​ 체적탄성계수는 양의 값을 갖는데 체적이 줄..

동점성계수에 대해서 알아보자. 점성계수가 유체의 점성 즉 '분자 간의 운동량 전달과 관련된 물성'이라면 동점성계수는 '유체의 운동량 확산과 관련된 물성'이다. 즉 '유체가 확산되는 정도' 라고 이해하면 된다. ​ ​ (i) Definition 동점성계수의 기호는 그리스어 ν [nu]를 사용해 나타낸다. 점성계수를 밀도로 나눈 것으로 정의되며, 밀도가 낮은 기체의 경우 액체보다 동점성계수가 높다. 즉 기체가 액체에 비해 확산이 잘 일어남을 직관적으로 알 수 있다. ​ ​ (ii) Application ​ 섭씨 15도, 대기압에서 물과 공기의 동점성계수를 비교해보자 ​ (1) 물의 밀도와 점성계수 ​ (2) 공기의 밀도와 점성계수 ​ ​ (3) 물과 공기의 동점성계수 ​ ​ 동점성계수가 열 배 정도 차이나는..

​ 정역학 초반에 힘에 관한 개념을 소개하며 등장하는 힘-우력계. 요는 힘의 작용점을 임의로 이동시켜 표현할 수 있으며, 이 때 우력이라는 모멘트(회전력)이 동반된다는 것이다. 사실 Force-Couple System는 많이 사용되는 개념은 아니다. 단순한 강체로 가정할 때는 사용할 수도 있으나 굳이 작용점을 이동시키는 Process를 중간에 끼워넣어서 문제풀이시간을 늘릴 필요는 없으니.. 포스팅을 다 읽고나면 Force-Couple System으로 분석하든 그냥 분석하든 결국에는 똑같다는 것을 알 수 있을 것이다. 정역학에서는 힘-우력계가 처음 소개되는 파트 말고는 사용될 일이 없고 동역학에서는 Rigid Body의 Kinetic 파트 운동분석할 때 사용된다. 관성모멘트 계산이 용이한 지점 혹은 힘에 ..