[고체역학]자연과 역학과의 관계

소개

응용고체역학과 자연과 역학의 관계

목차

사탕막대기속이 비어있는 이유
거품이 둥근 이유
포석정과 유체역학과의 관계
파도타기와 역학과의 관계

본문내용

사탕막대기속이 비어있는 이유
같은 양의 재료로 만들면 속이 비어있는 경우에 더 강하기 때문이라고 할 수 있다. 일반적으로 어떤 하중을 지지하기 위해서 기둥을 만들면 원형인 경우가 많은데 예를 들면 자동차의 축이나 아니면 어떤 구조물을 지지하는 쇠파이프들과 같다.
이런 경우 일반적으로 같은 양의 재료로 같은 길이의 원형(단면)막대를 만들면 잘 뭉쳐서 속이 꽉차게 만드는 것보다 비게 만드는 게 훨씬 튼튼합니다. 위에 예를 든 쇠파이프들로 이루어진 간이구조물들이 좋은 예라고 할수 있겠습니다. 그러니까 같은 양의 재료로 더 큰 강도를 내기 위해서는 속이 비게 만드는게 좋습니다.
일반적으로 토크가 걸리는 축의 강도를 해석할때 속이 빈것을 중공축.꽉찬것을 중실축이라고합니다.
바꿔 말하면 더 작은 재료로 같은 강도를 내려면 속을 비워야 한다는 말이 됩니다. 단 주의하실 점은 같은 두께라도 속이 비면 더 강하다는 뜻이 아니라는 겁니다. 당연히 꽉 찬게 더 강하지만 다만 속이 비게 만들면 속이 비어서 약해지는 효과보다 반지름이 증가해서 강해지는 효과가 더 크게 된다는 것이다. 쉽게 확인해보실수 있는데 그냥 종이라도 돌돌 말면 좀더 강하지게 됩니다. 추파춥스막대도 쓰인 플라스틱이 그냥 뭉쳐서 조그만 얇은 막대라면 훨씬 약합니다.

거품이 둥근 이유
그럼 지구는 왜 둥글까요?
지구도 태양이 끌어당기는 중력을 받고 지구도 자전을 합니다. 그럼 지구상의 물방울도 중력을 받고 자기 모습을 유지하려는 표면장력이라는 힘을 가지게 됩니다
비누방울이나 액체 속의 기포 ·물방울 등이 구상(球狀)이 되는 것은 이 힘이 액면에 작용하기 때문이며, 용기의 가장자리에 액체가 넘쳐 올라간 모양이 되어 쏟아지지 않는 것도 액체 표면에 장력이 작용하기 때문이다. 수면에 떨어뜨린 기름방울이 금방 퍼지는 것은 물의 표면장력이 기름의 표면장력보다 크고, 기름층이 물의 표면장력에 의해 잡아 늘여지기 때문이다. 일반적으로 표면장력은 액면의 근소한 더러움에도 영향을 받으며, 더러운 액체 표면에는 액체 내부와는 관계없이 표면장력의 크기에 기인하는 표면 독자적인 운동이 나타난다.

참고자료

· 없음