Summary
토크, 관성모멘트, 뉴턴법칙... 수학 못 해도 괜찮아요. 개념 이해만으로 풀리는 문제가 절반 넘습니다.
목차
운동학(Kinematics) vs 운동역학(Kinetics) 기본 구분
먼저 큰 틀부터 잡으세요. 운동학은 움직임 자체를 다뤄요. 힘은 고려 안 해요. 위치, 속도, 가속도.
운동역학(Kinetics)은 힘이 관여해요. 왜 움직이는지, 어떤 힘이 작용하는지.
운동의 종류: 병진운동(직선+곡선) / 회전운동 / 복합운동(병진+회전)
이동거리 vs 변위도 구분하세요. 400m 트랙을 25바퀴 돌면?
- 이동거리: 10,000m (실제 간 거리)
- 변위: 0m (출발점으로 돌아왔으니까)
정량적 분석 vs 정성적 분석: 숫자로 측정하면 정량적, 시각적 관찰이면 정성적이에요.
시험 출제 포인트: 운동 종류 구분, 거리 vs 변위, 정량적 vs 정성적 분석이 기본 문제로 출제됩니다.
토크와 관성모멘트 — 회전 운동의 핵심
토크(Torque): 회전을 일으키는 힘. 힘 × 모멘트팔(수직 거리).
덤벨 컬 할 때: 덤벨 무게는 팔꿈치를 펴는 방향의 토크를 만들어요. 이두근은 굽히는 방향 토크를 만들죠.
관성모멘트: 회전에 대한 저항. 질량이 회전축에서 멀수록 관성모멘트가 커요(=회전하기 어려움).
관성모멘트 줄이는 사례:
- 피겨: 팔을 몸에 붙이고 회전 (빨라짐)
- 다이빙: 옹크린 자세
- 달리기: 체공 시 다리를 굽힘
시험 출제 포인트: 토크 방향, 수축 유형 매칭, 관성모멘트 증감 사례가 반복 출제됩니다.
뉴턴 법칙과 충격량
뉴턴 법칙은 직접 물어보기보다 응용 문제로 나와요.
제1법칙(관성): 외력이 없으면 현재 상태 유지. 각가속도가 0이면 멈추는 게 아니라 등속 회전!
제2법칙(가속도): F = ma. 같은 힘이면 질량 작은 물체가 더 빨라져요.
제3법칙(작용반작용): 지면을 밀면 지면이 나를 밀어줘요.
충격량과 운동량: 충격량 = 힘 × 시간 = 운동량의 변화. 같은 높이에서 떨어지면 뻣뻣한 착지든 부드러운 착지든 충격량은 동일!
부드러운 착지가 좋은 이유: 시간이 길어지니까 최대 충격력이 줄어드는 거예요.
선운동량 보존 문제도 나와요. 골프공 속도 구하기: 클럽 운동량 = 클럽 후 운동량 + 공 운동량으로 풀면 돼요.
시험 출제 포인트: 각가속도 0 = 등속(멈춤 아님), 충격량 동일 개념, 운동량 보존 계산이 출제됩니다.
지레와 해부학적 면/축
지레(Lever) 3가지 유형을 알아두세요.
② 2종 지레: 저항이 가운데. 외바퀴 수레. 예: 발꿈치 들기
③ 3종 지레: 힘점이 가운데. 인체에서 가장 흔함. 예: 이두근 덤벨 컬
해부학적 면과 축도 자주 나와요.
시상면(Sagittal plane): 앞뒤로 나누는 면. 굽힘/폄 동작. 좌우축 중심.
관상면(Frontal/Coronal plane): 좌우로 나누는 면. 외전/내전. 전후축 중심.
수평면(Transverse plane): 상하로 나누는 면. 회전 동작. 수직축 중심.
시험 출제 포인트: 지레 유형 매칭, 해부학적 면과 동작 매칭이 간간이 출제됩니다.
안정성, 마찰력, 반발계수 — 계산 없이 푸는 법
안정성 결정 요인:
- 기저면이 넓을수록 안정
- 무게중심이 낮을수록 안정
- 무게중심선이 기저면 중심에 가까울수록 안정
- 기저면의 크기뿐 아니라 형태도 영향
마찰력 = 마찰계수 × 수직항력. 질량이 아니라 수직항력이에요!
최대정지마찰력 > 운동마찰력. 처음 미는 게 더 힘든 이유예요.
반발계수 = √(반발높이/낙하높이). 1m에서 떨어져 0.75m로 반발하면 e = √0.75 ≈ 0.866이에요. 0.75가 아니에요!
압력중심점(COP)은 기저면 안에 있어야 안정적이에요. 기저면 밖으로 나가면 넘어져요.
시험 출제 포인트: 안정성 요인, 마찰력 공식, 반발계수 계산이 반복 출제됩니다.
운동역학 시험 최종 정리 체크리스트
운동역학은 공식보다 개념 이해가 중요한 과목이에요. 왜 그런지를 이해하면 계산 문제도 풀 수 있어요.
토크 + 관성모멘트 + 안정성.
이 3개에서 6문제 이상 나옵니다.
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