운동역학 : 마찰력의 종류와 영향을 주는 요인

• 마찰력의 종류 : 표면마찰, 유체마찰, 공기마찰
• 표면마찰에 영향을 주는 요인
• 유체마찰
• 공기마찰
• 마찰계수

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1. 마찰

• 표면마찰 : 두 물체의 접촉면 사이에서 발생되는 마찰
• 정지마찰 : 상대적으로 정지해 있는 두 물체 사이에 생기는 마찰
• 운동마찰 : 상대적으로 운동하고 있는 두 물체 사이에 생기는 마찰
• 미끄럼마찰
• 구름마찰
• 유체마찰 : 한 물체가 유체 속울 이동하면서 생기는 마찰
• 기체마찰
• 액체마찰

 

 

2. 표면마찰에 영향을 주는 요인

 

     마찰력 = 수직항력 * 마찰계수

 

     1)수직항력에 영향을 주는 요인

• 수직항력은 두 물체의 접촉면에 수직으로 작용하는 모든 힘의 합력이다.
• 그러므로 수직항력을 적게 하면 물체간의 표면 마찰력을 줄일 수 있다.
• W = m×g = N
• W = m×g + Fy (수직성분력)
• 기구를 전방으로 이동시키기 위한 추진력 Fx는 Fx > 마찰계수 × N + 마찰계수 × Fy

 

     2) 마찰계수에 영향을 주는 요인

• 접촉면과 접촉물질 (응집력)
• 접촉상태
• 물체간의 상대적 운동 상태 ( 정지마찰. 운동마찰)
• 물체간의 운동 유형

 

 

3. 유체마찰

• 유체마찰력 = (k * 유압 * 물체의 횡단면적 * 물체와 유체간 상대속도) / 2

 

 

4. 상대속도

• 유체마찰력 = k * V ,따라서 이때 요구되는 힘 F = k * V + ma
• 교란상태에서의 유체마찰력 = k * V² 따라서 이때 요구되는 힘 F = k * V² + ma
• 난류와 층류에의한 저항력 f = k * V + k * V²
• 이때 요구되는 힘 F = k * V + k * V² + ma
• 난류에 의한 저항력이 층류에 의한 저항력보다 상대적으로 크기 때문에 이 때의 유체마찰력은 두로 난류의 형성에 의한 저항이 지배적으로 작용하게 된다.
• 밀도 = m / 체적
• 비중 = 무게 / 부피
• 무게 = 물체의 부피 * 밀도 * 중력가속도

 

 

5. 마찰계수

 

  1) 마찰계수에 영향을 미치는 요인

• 접촉면과 접촉물질의 동질성 여부 : 응집력
• 접촉상태 : 서로 맞물려 있는 정도 (바퀴의 바람 작으면 맞물림 증가)
• 물체간 상대적 운동 상태 : 정지마찰? 운동마찰?
• 물체간 운동 유형 : 미끄럼 마찰? 구름마찰?

 

  2) 마찰계수의 측정

• 추진력 > 마찰력
• 최대정지마찰계수 = tan

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