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기하벡터의 연산

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정의 1   크기와 방향에 의해 정해지는 양을 기하벡터 또는 벡터라 하고 이것에 비해 방향을 갖지 않는 양을 스칼라라고 한다. 예를 들면, 힘, 속도, 가속도 등은 벡터이고, 길이, 시간, 질량, 일 등은 스칼라이다. 보통의 수도 스칼라이다. 벡터를 나타내는데 보통 a , v , A 등과 같이 굵은 문자로 표시한다. 벡터를 기하학적으로 표현하기 위해서 그의 길이가 벡터의 크기와 같고, 그의 방향이 벡터의 방향과 같은 유향선분(有向線分)으로 한다. 점 P에서 점 Q로 향하는 유향선분 PQ가 1개의 벡터를 나타낼 때 그림과 같이 화살표를 붙여서 표시하고 그 벡터를 \[\overrightarrow{\rm PQ}\] 로 표시한다. 이 때, P를 벡터의 시점(始点), Q를 종점(終点)이라 한다. 크기가 같고 방향이 같은 2개의 벡터 a , b 는 같다고 말하고 a = b 라고 쓴다. 벡터 a 의 크기를 | a |로 나타낸다. 크기가 1인 벡터를 단위벡터라 한다. 크기가 0인 벡터를 생각하여 영(零)벡터라 하고 0 로 나타낸다. 영벡터의 방향은 정해져 있지 않다. \[{\bf 0}=\overrightarrow{\rm PP}\] 로도 나타낼 수 있다. [주의] 벡터는 크기와 방향에 의해 정해지며 그의 위치에는 관계없다. 즉, 유향선분 PQ와 P'Q'가 평향하고 같은 방향이며 크기가 같으면 \[\overrightarrow{\rm PQ}=\overrightarrow{\rm P'Q'}\] 이다. 정의 2 (벡터의 합과 차) 2개의 벡터 a , b 에 대해 \[{\bf a}=\overrightarrow{\rm PQ},\,{\bf b}=\overrightarrow{\rm QR}\text{ 이라 할 때 }{\bf c}=\overrightarrow{\rm PR}\] 을 벡터 a , b 의 합이라 하고, 이것을 \[{\bf a}+{\bf b}={\bf c}\] 로 나타낸다. 특히 a + 0 = 0 + a = a 이다. 다음에 a , b 에 대

동적 재료 특성 (Dynamic Material Properties)

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고전 동적 재료시험은 시편에 사인파 하중의 적용과 그의 변위 응답을 기록하는 것이다. 하중과 변위 데이터는 응력 과 변형률 주기를 계산하기 위하여 사용된다. 변형률 진폭에 대한 응력 진폭의 비를 동적 탄성률(dynamic modulus)이라 한다. 전단 하중에 대해서는 통상 기호, G가 사용된다. 응력 입력과 변위 반응의 위상차, δ 또한 계측되며 tan(δ)로 나타낸다. 이들 변수들의 여러가지 조합을 변형률 진폭, 온도 그리고/또는 진동수에 대하여 선도로 표시한다. 정의 (Definitions) 전단응력 진폭, \(\tau_o\), 전단변형률 진폭, \(\gamma_o\), 및 위상차, \(\delta\)는 서로 다른 물성 정의를 나타내기 위하여 여러 방법으로 조합된다. 가장 보편적인 방법은 간단히 변형률에 대한 응력비로 나타낸는 동적 탄성률(dynamic modulus), G* 이다. 응력에 대한 변형률의 비는 동적 컴플라이언스(dynamic compliance), J*가 된다. \[G*={\tau_o\over\gamma_o}\qquad J*={\gamma_o\over\tau_o}\] 명백히 G*=1/J* 이고 역(逆)도 참이다. 나머지 기본적인 양은 종종 "탄젠트 델타(tan δ)" 또한 때때로 "손실 탄젠트(loss tangent)"로 불리우는 위상차, tan(δ) 이다. 동적 탄성률의 동상(同相, in-phase)성분과 이상(異相, out-of-phase) 성분은 각각 저장 탄성률(storage modulus)과 손실 탄성률(loss modulus)이라 한다. 저장 탄성률    G'=G*cos(δ) 손실 탄성률    G"=G*sin(δ) 위의 식으로부터 명백히 tan(δ)는 G'에 대한 G"의 비율이다. \[\tan(\delta)={G"\over G'}\] 동적 컴플라이언스의 동상(同相, in-phase)과 이상(異相, out-of phase)성분은 각각 저장

[연습문제] -축하중을 받는 봉(Axially loaded member)

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문제 1. 길이, 단면이 같은 두개의 봉을 그림과 같이 정삼각형으로 연결하고 C점에서 하중 P를 작용시키면 봉 AC 및 BC에는?       [AC]               [BC] ㉮ 인장력 P,     압축력 P/2 ㉯ 인장력 2P,   압축력 P ㉰ 인장력 P/2, 압축력 P/2 ㉱ 인장력 P,     압축력 P <풀이> 아래의 자유물체도(free body diagram)에서 AC 및 BC에 작용하는 장력은 T=P 이다.