충격량 계산

기구설계 실무를 하다보면, 충격량을 계산해 사용해야 할 경우가 생각보다 많다.

간단한 조건을 예로 충격량을 계산해 보겠다.

<조건>

2kg의 질량을 가진 물체가 1m/s 정속주행 중에 벽에 충돌했다.

이때, 충격량은 얼마인가?

단, 충격시간(충돌직후 완전히 멈출때까지의 시간)은 0.1초로 한다.

풀이해 보자.

일단, 외워두자. 

"충격량(I)은 운동량의 변화량(ΔP)과 같고, 충격력과 충돌시간(Δt)의 곱과 같다."

고전역학에서의 운동량과 충격량과의 관계의 정리이다.

등식으로 두고, 구하려는 충격력 F를 기준으로 정리하면,

이제, 계산만 하면 된다.

물체가 충돌할때 발생한 충격력은 20N 이다.

여기서, 충돌시간 Δt가 길다면 충격력은 작아지고, 짧으면 커진다. (당연히)

따라서, 충돌 상황이 불가피 할 때, 상대물이 받는 충격을 최소화 하기 위한 방법은

충돌시간을 늘려주는 방법이 되고, shock absorber나, 스프링을 통한 완충장치가 그 예가 되겠다.