[정역학 요약정리] 4-8. 힘과 우력시스템의 단순화 더 알아보기

4단원. 힘 시스템의 합력 
4-8. 힘과 우력시스템의 단순화 더 알아보기

- 합력과 모멘트의 합이 서로 수직인 경우 힘 시스템은 더 축소시킬 수 있음
- 힘 시스템이 concurrent(한점에서 만남), coplanar 하거나, parallel 한 경우에 해당됨. 

 

o Concurrunt 힘 시스템

- 힘들이 한 점에서 만나는 경우 모멘트가 발생하지 않음. 하나의 합력으로 바꿀 수 있음. 

 

o Coplanar 힘 시스템

- 모든 힘이 한 평면 위에서 작용하는 경우 힘의 합력도 이 평면에 있고, 합모멘트는 이 평면에 수식으로 작용함. 
- 거리 d만큼 떨어진 곳에 합력 하나만 작용하는 시스템으로 바꿀 수도 있음. 

 

 

o Parallel 힘 시스템

- 모든 힘이 특정 축에 평행하게 작용하는 경우 힘의 합력도 이 축에 평행함. 모멘트합력은 이 축에 수직한 평면 위에 있음. 
- 하나의 힘으로도 축약할 수 있음. 

o Wrench 로 축약

- 3차원에 작용하는 힘과 우력은 합력, 합력과 수직하지 않은 우력으로 바꿀 수 있음. 
- 이때 우력은 합력에 평행한 성분과 수직한 성분으로 분해할 수 있음. 
- 합력에 수직한 우력성분은 합력을 이동시킴으로써 합력 하나로 축약할 수 있음.
- 합력과 평행한 우력을 이동된 합력의 위치로 이동시켜서 한 점에서 같은 방향으로 작용하는 합력과 우력으로 만들 수 있음. 이렇게 되면 같은 선 상에서 물체를 병진시키고 회전시키게 되는데 이를 wrench 또는 screw 라고 부름. 따라서 wrench 는 일반적인 힘과 우력 시스템을 단순화 시킨 시스템임.