기계공학과 4대역학의 차이 (재료,동,유체,열)

정역학, 재료역학, 동역학에는 '역학'이라는 공통된 단어가 들어 있습니다. 역학은 힘을 받는 물체의 상태를 설명하는 과학의 한 분야입니다. 역학은 힘을 받는 물체의 종류와 반응에 따라 정역학, 재료역학, 동역학, 유체역학으로 나뉩니다. 

 

물체는 크게 세가지로 나눌 수 있습니다. 물체는 강체, 고체, 유체로 나뉩니다. 강체는 실제 세계에는 존재하지 않는 이상적인 물체입니다. Rigid body, 즉 단단한 물체인데 힘을 받아도 변형이 발생하지 않는 물체를 말합니다. 변형이 거의 없는 아주 단단한 금속등을 강체로 가정할 수 있습니다. 

 

강체,고체,유체 중에서 강체가 무엇인지는 이해했으니, 이번에는 고체와 유체를 구분해봅시다. 일상적 언어로 설명하면 고체는 단단한 물체이고 유체는 기체와 액체를 말합니다. 기계공학에서는 공학적인 방법으로 고체와 유체를 구분합니다. 고체는 힘을 받았을 때 변형이 어느정도 진행되다 평형이 이루어져 멈추는 물체입니다. 지우개를 손으로 눌러 보면, 힘을 계속 주고 있더라도 더 이상 찌그러지지 않는 상태에 도달하는 것을 알 수 있습니다. 하지만 유체는 다릅니다. 유체는 힘을 받으면 변형이 멈추지 않고 계속 발생합니다. 물 속에 손을 넣고 일정한 힘을 계속 주고 표면을 움직여보면, 손이 멈추지 않고 계속 움직일 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 

 

 

강체를 다루는 학문이 정역학과 동역학입니다. 힘을 받았는데 물체의 움직임이 없는 경우를 다루는 학문이 정역학, 힘을 받아 움직이는 물체를 다루는 경우가 동역학입니다.

 

 

고체를 학문이 재료역학입니다. 재료역학은 움직임은 없고 변형만 발생한다고 가정합니다. 힘을 받은 유체를 다루는 학문이 유체역학입니다. 유체역학에서는 정지유체와 움직이는 유체를 둘다 다룹니다. 

 

 

 

참고로 변형도 있고 움직임도 있는 분야는 유연체동역학입니다. 대학원과목에서 배웁니다. 

 

기계공학과에서 배우는 정,동,고체,유체역학의 차이점을 알아보았습니다. 이렇게 넷을 4대역학이라고 하지는 않습니다. 4대역학에서는 정역학이 빠지고 열역학이 들어갑니다. 

 

재료역학

동역학

유체역학

열역학

 

정역학은 한학기를 구성할 만큼 내용이 많지는 않기 때문에 재료역학 또는 동역학에 교과서에 포함됩니다.