힘의 모멘트(토크)와 관성 모멘트

소개

힘의 모멘트(토크)와 관성 모멘트 에 대한 내용입니다.
운동역학에서 가장 중요한 할 수 있는 힘의 모멘트에 관련된 내용으로 여러 중요한 서적들의 중점적인 부분을 참고해서 알찬 내용으로 구성되어 있습니다.
이해를 돕기위해 그림도 첨부되어 쉽게 이해 하실수 있습니다.
후회없는 선택이시리라 믿습니다.
관련자료 찾으시는 분들께 많은 도움 되었으면 합니다.

목차

1. 힘의 모멘트 (토크)
1) 회전 일으키기
2) 회전을 일으키는 방법
3) 토크의 계산

2. 관성 모멘트
1) 관성 모멘트
2) 질량분포의 차이에 따른 관성 모멘트 변화
3) 다이빙에서 관성 모멘트의 조절
4) 단거리 달리기에서의 관성 모멘트
5) 관성 모멘트의 계산과 회선반경

본문내용

1. 힘의 모멘트(토크)

토크는 힘의 회전효과로 간단히 말할 수 있다. 이에 대해 자세히 알아보면 다음과 같다.
책상 위에 놓여 있는 연필과 같은 물체에 힘이 작용하면 평행이동이나 일반운동이 일어날지 모른다. 만약, 작용한 힘이 책상 위에 수평방향으로 적용되고, 연필의 중심을 통과한다면, 연필은 힘이 작용하는 방향으로 평행이동 할 것이다. 만약, 힘이 책상에 평행하게 작용하지만, 연필의 중심 이외에 다른 지점을 통과한다면 연필에는 평행이동과 회전의 두 가지 운동이 모두 발생할 것이다.
그림 1의 A는 힘이 중심에 가해지는 모습이고, B는 편심력이 가해지면 평행이동과 회전이 발생하는 모습이다.

편심력에 의해 생성된 회전호과는 토크(torque) 또는 힘의 모멘트로 알려져 있다.

이런 토크(torque)는 은 자동차 기계들
- 그림 1 - 중, 토크 렌치(wrench)는 볼트(bort)에

정확한 회전 효과를 적용하기 위해서 고안된 것이다.
웨이트 트레이닝에서 덤벨 컬을 할 때, 상완이두근이 전완을 당김으로써, 회전 효과, 즉 토크가 생성된다. 토크의 크기는 상완이두근 부착점으로부터 축(팔꿈치 관절)까지의 수직거리다. (그림2)
토크의 회전효과를 증가시킬 수 있는 방법의 예로 렌치와 볼트의 예를 들수 있다. 렌치를 당기면 토크가 볼트에 작용하게 된다. 볼트를 성공적으로 회전시킬 수 있는 관건은 (a) 발휘된 힘의 크기, (b) 볼트로부터 힘이 작용한 거리(팔힘의 크기), (c) 렌치를 당기는 각도에 의해 결정되는데, 90°의 각도로 렌치를 당기는 것이 가장 효과적이다.
- 그림 2 - 그림 3의 a는 크기 10unit인 힘을 볼트(축으로 작용하는)로부터의 거리가 5unit인 위치에서 작용시키고 있다. 따라서 이 때 렌치에 의해 생성된 토크는 50unit이다. 그림 2의 b는 똑같은 힘을 볼트로부터 10unit 만큼의 거리에서 가하는 상황인데, 이 경우 렌치에 적용되는 회전효과, 즉 토크는 힘팔의 길이가 두 배로 증가되었기 때문에 생성된 토크가 두 배로 증가되어 100unit가 된다. 더 많은 토크를 발생시키려면, (a)렌치에 90°의 방향으로 더 많은 힘을 작용시키거나, (b) 힘팔의 크기를 증가시키고

참고자료

· 1. 운동역학, 도서출판(주)대한미디어
· 2. 運動역학, 전남대학교 출판부
· 3. 운동역학, 동아대학교 출판부.
· 4. 생체역학, 대경북스.
· 5. 생체역학, 부산대학교 생체역학실험실