• 제목/요약/키워드: 운동법칙

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운동방정식 유도를 위한 케인의 방법론

  • 유홍희
    • 소음진동
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    • 제14권4호
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    • pp.40-47
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    • 2004
  • 동역학에서 운동방정식의 유도를 위해 등장하는 방법들은 여러 가지가 있다. 그러나 모든 방법의 배경을 이루는 원리는 물론 뉴톤의 운동 법칙이며 이것은 하나의 질점에 대해서 힘과 질량 그리고 가속도 사이의 관계를 나타내는 법칙으로 물체의 운동이 빛의 속도에 비해 현저히 작은 값을 가질 때 상당히 정확하게 성립된다고 알려져 있다. (중략)

운동감시제를 위한 시뮬레이션 연구

  • 김원식;박세진
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
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    • 대한인간공학회 1997년도 추계학술대회논문집
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    • pp.463-467
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    • 1997
  • 인간에게 운동감을 적절히 제시해주기 위하여는 Newton에 의한 운동의 세가지 법칙뿐만 아니라 EInstein의 상대성이론이 첨가되어야 한다. 즉, Newton운동의 제1법칙에 의하여 피실험자가 외력을 받지 않으면 등속운동 또는 정지상태를 계속 유지하게 되어 자신이 등속좌표계에 고정되어있기 때문에 시각적 인 정보가 없으면 어떠한 운동감도 못 느낀다. 이때 피실험자에게 정지해있는 기준좌표계에 대하여 등속 으로 움직이는 것을 인식시켜주기 위하여 피실험자에 대한 기준좌표계의 상대속도를 시각정보로 제공해 주어야 한다. 또한 Newton운동의 제2법칙에 의하여 똑같은 힘이 외력으로 작용하더라도 피실험자의 질량과 가속도는 서로 반비례하므로 화면이동속도변화를 피실험자의 질량에 반비례하도록 제시해 주어야 한다(김 정흠, 1982). 본 연구에서는 이러한 개념에 근거하여, 체중이 다른 여섯 피실험자들로 구성된 시스템에 대해서 각 피실험자에게 서로 다른 변위를 주고자할 때, 여섯가지 외력에 요구되는 작용시간을 Jacobi Iteration 방법과 Gauss-Seidel Iteration 방법으로 구하는 알고리즘을 제시하였다(D.V. Griffiths and I.M. Smith, 1991).

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운동량 보존의 법칙을 이용한 골프공의 속도 (Aesthetic Measure of Video Image)

  • 신광성;신성윤;이현창;이양원
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.140-141
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    • 2011
  • 운동량 보존의 법칙은 두 물체가 충돌하기 직전과 직후의 운동량이 외력이 없는 상황에서 보존이 되는 법칙이다. 이는 탄성이든 비탄성이든 관계없이 항상 성립하는 법칙이다. 본 논문에서는 골프채 헤드가 골프공을 일정속도로 움직여 치고난 후 골프채의 헤드는 같은 방향으로 일정 속도로 움직일 때 골프공을 치고 날아가는 골프공의 속도를 구한다. 골프공을 치기 전의 속도각 각각 다를 경우의 골프공의 속도를 각각 구한다.

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비행체 운동 역학 기반 경로 추종 시선각 유도 법칙 설계 (Design a Path Following Line-of-Sight Guidance Law based on Vehicle Kinematics)

  • 유동일;심현철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.506-514
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    • 2012
  • 본 논문에서는 비행체의 운동 역학을 고려한 경로 추종을 위한 시선각 유도 법칙의 유도 게인 설계 기법에 대해 기술하였다. 비례-미분 게인과 접근 거리의 설계 변수로 구성된 시선각 기반 유도 법칙은 유도 게인 결정시 대부분 경험적 또는 실험적인 방법으로 설계하는 것이 일반적인데 이러한 경우 정밀하고 일관적인 경로 추종 성능 보장이 어렵고 비행체 기동 한계 및 운용 속도 등에 따라 설계 변수를 재설계해야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 비행체의 속도에 따른 운동 역학을 고려하여 설계 변수의 개수를 최소화하고 비행 속도에 따라 유도 법칙 게인이 변화되어 정밀한 경로 추종이 가능할 뿐만 아니라 안정적이고 일관된 성능을 갖는 유도 법칙의 게인 설정 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 비행체의 자세에 대한 1차 응답 속도를 고려한 비선형 시뮬레이션을 수행하여 추종 성능을 평가하였으며 선형 경로와 원형 경로에 대한 비행 시험 을 통해 추종 성능 및 알고리듬의 타당성을 실험적으로 확인하였다.

유한요소법과 운동방정식의 결합에 의한 운동체의 특성 해석 (Analysis of Moving Body Characteristics by Coupling Finite Element Method and Motion Equation)

  • 김영선;이준호;이기식;이복용
    • 한국자기학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.281-286
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    • 1996
  • 전기 기계의 운동 특성을 정확히 해석하기 위해서는 해석모델의 전자장방정식과 운동방정식이 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 자장내에서 두 개의 스프링에 의해 진동 운동을 하는 도체를 해석함에 있어 순차적인 결합방법을 채책하였다. 한 시점에서 속도가 주어지면 전자장해석 및 유도전류 계산은 유한요소법을 이용하였고, 그때마다 전자력을 게산하였다. 또한 전자장방정식이 풀린다음 4차 runge-kutta 미분방정식 해법을 이용하여 운동방정식과 결합하였다. 위의 과정을 순차적으로 계속 반복함으로써 시간에 대한 위치, 속도, 유도전류 및 전자력을 알아내어 운동체의 운동특성을 알아보았다. 계산된 결과는 에너지보존 법칙에 적용하여 제안한 순차적인 결합방법의 유용성을 검증하였다.

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주가시계열에 대한 확률미분방정식(確率微分方程式)의 모수(母數) 추정(推定)과 자본시장의 운동법칙(運動法則)

  • 이일균
    • 재무관리연구
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    • 제15권2호
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    • pp.279-337
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    • 1998
  • 이 논문에서는 주가가 확률과정, 즉 확률미분방정식에 의하여 생성되는가를 검정하고 주가의 운동법칙을 규명한다. 일별종합주가지수가 양수의 완전시계열상관을 갖고 있으며, 더욱이 3년 정도의 시차까지 의미있는 시계열상관을 갖고 있음이 발견되었다. 수익률과 가격변화의 시계열상관도 존재하고 시계열은 정상성(定常性)을 갖고 있다. 마팅게일에 의하여 주가가 생성되고있지 않음이 밝혀졌다. 한국증권거래소에서 계산하고 있는 일별 종합주가지수를 포함한 41개 산업별 지수를 사용하여 자본시장의 운동법칙을 규명하기 위하여 가장 많이 이용하고 있는 세개의 확률미분방정식을 검정하였다. 각 주가지수들이 온스타인 울렌벡 브라운 운동과정과 평균회귀과정을 따르지 않고 있다는 것이 발견되었다. 그러나 주가가 편류를 갖는 일반 기하 브라운 운동과정에 의하여 생성되고 있음이 검정을 통하여 확인되었다. 평균회귀과정에 의하여 주가가 생성되지 않는다는 발견은 의외라 할 수 있다. 주가가 온스타인 울렌벡 과정을 따르지 않는다는 것은 주가가 제 1계 정상적 자기회귀과정이 아니라는 것을 의미한다. 일별종합주가지수는 제 4계 자기회귀과정에 의하여 생성된다. 가격변화와 수익률의 생성함수는 제 4계 자기회귀과정이다. 종합주가지수의 제 1계 시계열상관계수는 1이다. 상당히 큰 시차를 갖을 때까지 시계열상관이 대략적으로 1을 유지하고 있다. 따라서 지수가 마팅게일을 따르고 있지 않다. 이 점은 가격변화와 수익률에 있어서도 유사하다. 가격변화, 수익률, 대수수익률의 제 1계 시계열상관이 0.1로 유의적이다. 따라서 수익도 마팅게일 과정을 따르고 있지 않다. 증권가격은 세 번에 걸쳐 구조의 번화가 발생하였다. 구조의 변화가 발생할 때마다 평균가격이 상승하였다. 이와 같은 현상은 장기적 기대가격이 미지일 가능성이 배제되지 않는다. 단기적 기대 주가가 알려진 반면 장기적 기대 주가가 미지라면 평균회귀과정은 장기적 기대주가로 회귀하고 있는 과정이므로 장기기대 주가의 미지성이 평균회귀 과정의 기각을 유도하게 된다. 우리나라의 투자자들은 무위험자산과 위험을 동시에 고려하여 투자활동을 전개하고 있음이 발견되었다. 선형의 효용함수를 갖는 위험중립적 태도의 투자자가 아니다. 위험기피형 효용함수 아래에서 투자활동을 수행하고 있는 합리적 투자자들이라 할 수 있다. 뿐 만 아니라 자신의 평생에 걸친 소비를 소비가 이루어지는 각 기마다 가급적 일정하게 하는 소비행동을 목표로 삼고 소비와 투자에 대한 의사결정을 내리고 있음이 실증분석을 통하여 밝혀졌다. 투자자들은 무위험 자산과 위험성 자산을 동시에 고려하여 포트폴리오를 구성하는 투자활동을 행동에 옮기고 있다.

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교차적 슬관절 굴곡-신전 시 슬관절 굴곡근의 구심성 수축에 의한 선행부하가 대퇴사두근의 활성화에 미치는 영향 (Facilitation of Quadriceps Activation Following a Concentric Knee Flexion During Reciprocal Knee Movement: The Influence of Muscle Preloading)

  • 전혜선
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.1-15
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    • 2003
  • 본 연구는 슬관전 신전 직전에 수행된 선행 슬관절 굴곡이 슬관절 신전근의 최대 근력발생 및 근육 활성도(activation)에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 16명의 정상인이 Cybex II 등속운동기구에서 3가지 다른 운동 속도($100^{\circ}/s$, $200^{\circ}/s$, $300^{\circ}/s$)와 2가지 다른 근육 활성 조건(선행부하가 없는 조건과 선행부하 조건)에서 슬관절의 최대 신전을 수행하였다. 연구대상자들에게 선행부하 없는 조건에서는 $90^{\circ}$ 슬관절 굴곡 상태에서 $0^{\circ}$까지 최대 신전을 수행하도록 하였고, 선행부하 조건에서는 구심성 슬와부 근육의 구심성 수축으로 $0^{\circ}$에서 $110^{\circ}$까지 굴곡한 후, 다시 $0^{\circ}$까지 최대 신전을 하도록 요구하였다. 종속변인으로는 내측광근과 외측광근의 최대 근전도와 최대 신전근력을 측정하였다. 실험 결과 최대 근전도와 최대 근력 모두 선행부하 조건에서 높게 나타났으며, 운동 속도가 증가함에 따라 최대 근력은 감소하는 전형적인 최대 근력-운동속도 상관법칙이 본 실험에서도 나타났다. 또한 운동속도와 전환속도 간의 간섭이 없는 것으로 나타나, 슬관절 신전근에 선행부하(preloading)를 가하는 것이 최대 근력-운동속도 상관법칙(force-velocity relation)에 영향을 미치지 못하는 것으로 해석되었다. 선행부하로 인해 증가된 최대 근력 및 근 활성도의 증가는 주로 신경촉진에 의한 것으로 해석된다.

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T-50 세로축 장주기 모드 운동 특성에 관한 연구 (A Study on Phugoid Mode in Longitudinal Axis of T-50)

  • 김종섭;황병문;김성준;허기봉
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.25-32
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    • 2006
  • 현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화(Relaxed Static Stability) 개념을 채택하고 있다. 비행제어법칙의 설계 작업은 불안정하게 설계된 항공기에 안정성(Stability)을 부여하고, 주어진 비행임무에 대하여 만족스런 조종성능(Controllability)을 발휘할 수 있도록 비행성능을 조작하는 일련의 과정이다. 항공기의 세로축 운동은 장주기 및 단주기 운동이라는 2개의 감쇠진동 모드가 중첩되어 있다고 간주한다. 전투기에서 세로축 제어법칙설계는 장주기 모드가 설계대상으로 고려되지 않으며, 미 군사규격인 MIL-F-8785C에 정의되어 있는 단주기 모드(Short Period Mode)의 요구조건을 이용하여 주파수와 감쇠비를 최적화한다. 이 때, 제어법칙이 포함된 고차시스템을 저차 등가시스템으로 등가 시켜 판별한다. 현재까지 항공기의 단주기 운동 특성에 관한 연구는 활발하게 진행되어 왔으나, 장주기 운동 특성에 관한 연구는 그렇지 못하였다. 본 논문에서는 T-50 훈련기의 장주기 모드 운동 특성을 분석하기 위해 선형 및 비선형해석을 수행하였으며, 받음각제한기 및 자동 피치자세각 트림 명령이 세로축 운동에 미치는 영향성을 분석하였다.

포화된 다공질 매체의 질량 보존과 운동량 보존에 대한 Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) 정식화 (Formulation of Mass Conservation and Linear Momentum Conservation for Saturated Porous Media in Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) Description)

  • 박대효;정소찬;김원철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.5-10
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    • 2003
  • 다공질 매체 속의 내부 구조를 이루고 있는 고체 부분과 유체 부분은 서로 다른 재료특성을 가지는 물체들로 구성되어 있고 각 구성물들은 서로 다른 물리적 성질과 화학적 성질을 가지면서 서로 다른 상대 속도를 가지고 이동하기 때문에 포화된 다공질 매체의 구조적 변형 거동을 해석하는 것은 매우 복잡하다. 변형 거동에 영향을 주는 여러 가지 복합적인 요인들이 고려된 다공질 매체의 변형 거동을 해석하고 규명하기 위하여 Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) 정식화가 이루어진 구성방정식을 세워야 할 필요가 있다. ALE 정식화는 Lagrangian 요소와 Eulerian 요소의 장점을 최대화 시키고 단점을 최소화 시키는 것에 주안점을 두기 때문에 고체 부분과 유체 부분을 함께 고려해야 하는 다공질 매체의 변형 거동을 해석하는데 있어서 적합한 방법이라고 할 수 있다. 그렇기 때문에 여기서는 포화된 다공질 매체의 보존 법칙들에 대한 ALE 정식화가 이루어진다. 고체 부분과 유체 부분의 질량 보존 법칙에 대하여 ALE 정식화가 이루어진 식이 각각 표현되고 다공질 매체 전체에 대한 운동량 보존 법칙이 표현된다.

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인체혈액의 구성방정식에 관한 비교연구 (A Comparative Study on Constitutive Equations of Human Blood)

  • 서상호
    • 유변학
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    • 제6권2호
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    • pp.157-164
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    • 1994
  • 인체 동맥혈관내 혈액의 유동현상을 수치적으로 해석하기 위해서는 혈액의 유변학 적 성질을 구성방정식으로 나타내어야한다. 본 연구에서는 혈액의 점성계수를 표현하기 위 하여 비뉴턴유체의 점성을 나타내는 식으로서 Carreau 모델, 수정 Cross 모델, 수정 Powell-Eyring 모델과 수정멱법칙모델을 사용하였고 원형관내 혈액의 정상유동을 수치모사 하기 위하여 겉보기점성계수를 이용하는 구성방정식을 운동량방정식에 적용하였다. Carreau 모델과 수정멱법칙모델을 적용할 때 레이놀즈수의 변화가 중심선상의 속도와 길이방향의 압 력변화에 미치는 영향을 고찰하였다. 전단율이 높은영역에서 혈액의 겉보기점성계수를 효과 적으로 나타낼수 있는 수정멱법칙모델을 제시하였다.

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