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조합 형상 물체의 관성모멘트

전문가 제언: □ 관성모멘트는 관성 능률(慣性能率)이라고도 하며, 물체가 현재 하고 있는 상태를 그대로 유지하려는 에너지의 크기를 말한다. 관성모멘트는 회전축 둘레의 질량 분포에 따라 정해지며, 강체의 질량이 회전축으로부터 멀리 떨어져 있을수록 커진다. 크랭크 프레스의 밸런싱 웨이트 역할을 하여 주는 플라이휠의 바깥 둘레를 크게 하여 주는 이유가 바로 관성모멘트를 크게 하기 위한 것이다.

□ 물체의 관성모멘트는 물체의 형상, 다시 말하자면 회전축에 대한 질량의 분포에 따라 결정된다. 질량이 축과 멀리 떨어져 있으면 있을수록 관성모멘트는 커진다. 예를 들어 질량이 m인 같은 재질에서 반지름 r이 주어졌을 때, 속이 찬 구, 속이 찬 원통, 속이 비어 있는 구, 속이 비어 있는 원통(뚜껑이 없는)의 순으로 관성모멘트는 커진다. 그 비율은 각각 차례로 2/5, 1/2, 2/3, 1이 된다.

□ 문제 중심의 해설이어서 이론적인 뒷받침이 없으면 이해하기 어려운 점도 있겠으나 자세한 풀이가 이를 대신해줄 것으로 보인다. 다만 아쉬운 점이 있다면 기하학적인 기본 형상만 다룰 것이 아니라 실무에서 직접 다루고 있는 현물을 예로 들어 풀이하는 것도 있었으면 좋았을 것이라는 생각이 든다.

□ 탄성한계, 단면계수, 힘, 응력, 모멘트, 토크 그리고 관성모멘트 이들 용어들은 재료역학 및 기계 설계를 배울 때 가장 많이 등장하는 용어들이다. 이 가운데 관성모멘트에 대해서 예제와 연습 문제를 통해서 많이 이해가 되었으리라고 본다. 원문을 볼 필요가 있을 경우 유의할 사항 하나는 조합 형상 물체의 관성모멘트에 관한 본문 내용 중 부분 1의 치수가 그림에는 200으로 잘못 표기되어 있어 혼동할 우려가 있으므로 220으로 바로잡은 후에 보기 바란다.

저자: Kawakita K. ; Huzi T.
자료유형: 학술정보