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동력학
DYNAMICS

1. 양

A. 거리[d], 단위[m]
- 고정된 점으로부터 위치의 변화

B. 시간[T]

C. 속도[V], 단위[m/s]
- 물체가 이동할 때 단위시간(1초) 동안에 일어난 변위를 속도라 한다.

동력학에서 사용하는 단위
V' = 나중속도(충돌 후 속도)
V1 = 특별한 물체
V2 = 무엇이나
Vi = 처음속도(initial velocity)
Ve = 나중속도(end velocity)

D. 가속도[a], 단위[m/s2]
- 물체의 속도가 시간에 따라 변함
E. 마찰계수(Coefficient Friction) [μ]

1. 모든 바퀴가 제동된 상태
2. 수평도로

ex) 자동차가 감속될 때 가속도를 구하면(f = 0.5)

F. 끌림계수(Drag Factor) [f]

만약 가속도가 4.095 [m/s2]이면

단위는 없다.

일반적으로 Drag Factor를 알면 가속도(a)를 구할 수 있다.
ex) Drag Factor = 0.5
g = 9.81 [m/s2]

Coefficient Friction는

2. 예제를 이용한 문제풀이

문제 1
자동차의 Vi = 24 [m/s]
t = 2.5 [s]
Ve = 0 [m/s]
a = ?

또한 움직인 거리 [d]를 구하면

문제2

문제 3

문제 4

3. Coefficient Friction과 Drag Factor
Coefficient Friction는 제동력을 나타내고 있으며 두 요소의 관계를 살펴보면 다음과 같다.

여기에서
이므로

위의 공식의 만족 조건은
1. 모든 바퀴는 제동이 된 상태
2. 수평도로

를 구하기 위한 다른 방정식은

가 된다.

만약 모든 바퀴가 제동된 상태에서 도로면이 수평이 아니라면 Drag Factor는 다음과 같다.

(+ 오르막, - 내리막)
4. 자동차 속도계산

문제1

를 구하는 공식은
이며
먼저 a를 구하면

문제 2

문제 3

문제 4

가속도를 알지 못하기 때문에 사고도로면을 이용한 실험을 실시하여 가속도를 구해야 한다.

Test Skid

문제 5

문제6

의

이므로
먼저 가속도를 구하면

같은 시간 동안의
의

등속도 운동을 하기 때문에 이 되며

문제 7

문제 8
자동차가
를 추월한 후 앞서간 거리는
(9 + 4.5 + 9 + 4.5) = 27 [m]

이 움직인 거리는

문제 9

① #1의

움직인 거리

② #2의 움직인 거리

#2가 2.25초 동안 움직였을 때 #1의 움직인 거리는

2.25초 후 #1의 속도는

문제 10

문제 11

#1의
#2의

①
a를 먼저 구하면

②

문제 12

보행자가 자동차와 충돌하기 전까지의 시간은

자동차와 보행자가 충돌할 때의 자동차의 속도는
먼저 a를 구하면

에서까지 걸린 시간은

보행자가 차도에 들어오기 자동차의 위치는
에서 는

즉, 6.95초 동안 자동차는 등속운동을 하며

보행자가 차도에 들어오기 전 자동차는 154.78 m 전에 있었으며 자동차는 계속진행하여 보행자와 충돌 전 1.15초 전에 보행자를 발견하고 급제동 조치를 취했으나 보행자와 충돌하게 되었다.

문제 13

5. 사이드슬립(SIDESLIP) 속도

사이드슬립이(sideslip)이나 임계(critical) 속도는 자동차가 옆으로 미끄러질 때 결정되어 진다.
등속원운동에서는 속력이 일정하여도 방향이 계속 변하므로 속도가 변하는 가속도를 갖는다. 등속원운동에서 가속도는 항상 원의 중심을 향하므로 구심가속도라고 한다. 구심가속도 a는 원의 중심을 향하고 크기는 다음과 같다.

(Friction Force)

Yaw는 자동차가 회전할 때 뒤 타이어가 앞타이어 밖으로 나가게 되며 Yaw 발생 시 자동차의 속도를 구하는 공식은 다음과 같다.

자동차가 급회전을 할 때 Yaw가 발생하며 자동차의 무게중심을 기준으로 선을 그어 각각의 수치를 기록해야 한다.

= chord (현)
= mid ordinate(세로좌표)

예제 1

예제 2

일 때 자동차의 속도는