1. 역학 (Mechanics)
ㅇ 힘이 작용할 때의 물체의 운동(거동)을 다루는 학문분야
2. 역학의 기초
ㅇ 기본 물리량 넷 : 길이, 시간, 질량, 힘
- 물리량,단위,차원 해석의 기본 요소
ㅇ 역학의 특징 : 수학적 엄밀성, 실용적 중요성
- 수학적으로 엄격하게 표현되며,
- 실제 문제 해결에 수학이 중요한 역할을 함
ㅇ 역학 문제를 다룰 때의 이상화 (모델링)
- 기반으로 삼는 개념 : 시간, 공간, 힘, 에너지, 물질 등
- 이상화된 개념 (아이디어) : 질점, 강체, 집중력 등
. 질점 (Particle) : 크기와 형태를 무시하고 질량만 고려한 가상의 점
. 강체 (Rigid Body) : 변형되지 않는 물체로 가정
. 집중력 (Concentrated Force) : 실제 분포된 힘을 한 점에 집중시켜 단순화
- 자주 쓰이는 도구 : 자유물체도 등
ㅇ 역학 문제의 구분 : 크게, 물체의 평형 또는 운동에 관한 문제로 구분하여, 각각 근사화 가능
- 평형 문제 (Statics) : 물체가 정지 또는 등속 운동을 할 때, 힘과 모멘트의 합이 0
- 운동 문제 (Dynamics) : 가속 운동을 할 때의 운동 방정식(뉴튼의 제2법칙)을 포함하여 분석
ㅇ 역학 분야별 힘의 효과에 따른 관점 구분
- 정지(정역학) or 이동(동역학)
- 가속 or 감속 (동역학)
- 변형 (재료역학)
- 진동 (진동학) 등
3. 역학의 구분
ㅇ 강체 역학 (rigid body) : 정역학, 동역학
- 정역학 (Statics)
. 가속되지 않은 물체에 대한 힘의 영향을 다룸
.. 힘의 정적 평형에 관한 역학
- 동역학 (Dynamics)
. 물체의 운동과 힘(외력)과의 관계를 다룸
.. 운동학 (Kinematics) : 주로, 운동의 수학적 표현을 다룸
.. 운동역학 (Kinetics) : 운동을 이를 발생시키는 힘에 관련시켜 다룸
* 변형 없이, 하나의 개체로써, 외력에 반응함
ㅇ 변형체 (가변체) 역학 (deformable body) : 재료 역학(고체 역학), 유체 역학
- 재료 역학 (Material Mechanics)
. 변형 가능 고체에 대해, 외력에 대한 내부 영향(변형,응력,강도 등)을 다루는 역학
.. 고체 변형이, 외력과 평형을 이룸
- 유체 역학 (Fluid Mechanics)
. 정지해 있거나 운동중인 액체나 기체를 다루는 역학
.. 유체 흐름이, 외력과 평형을 이룸
- 구조 역학 (Structural Mechanics) / 구조 해석 / 구조 이론
. 정역학의 일반 원리를 이용하여,
. 외력에 대한 구조물의 안정성,강도,변형을 분석하고, (구조물 거동의 예측)
. 구조물을 설계하는 학문
* 한편, 유변학 (Rheology) 이란?
. 물질의 변형(고체 특성)과 흐름(액체 특성)을 통합적/체계적으로 연구하는 학문
* 변형으로, 외력에 반응함
. 결국, 변형이 가능한 물체의 역학을 다룸
ㅇ 열 역학 (Thermodynamics)
- 에너지의 변환을 다루는 학문분야
. 경제적/효율적으로, 열을 일로 변환시키는 방법을 연구
ㅇ 통계 역학 (Statistical Mechanics)
- 미시적인 관점의 분자 등의 집단 운동으로부터 거시적 물리법칙을 이끌어내는 학문
4. 고전 역학 (Classical Mechanics) 또는 뉴튼 역학 (Newtonian Mechanics)
ㅇ 대략 1900년 이전까지 집대성된, 거시 세계에 대한 물체의 운동을 다룬 역학 일체를 총칭함
- 양자역학 출현 이전의 (불확정성 원리가 중요하지 않은),
- 일련의 물리적 규칙들에 그 기반이 되는 역학적 논리 체계