힘의 2차원 시스템

기계 공학의 2차원 시스템에는 평면의 운동과 힘을 분석하는 작업이 포함됩니다. 2차원 힘 벡터는 다음과 같이 구성 요소로 분해될 수 있습니다.

여기서 F_x 및 F_y 는 F의 벡터 구성요소입니다. 각각 x 및 y 방향으로 이러한 각 벡터 구성요소는 스칼라(F_x 및 F_y) 벡터 덧셈으로 표시될 수 있습니다.

데카르트 좌표계에서 힘 벡터의 구성 요소를 결정하려면 먼저 힘이 양의 x-축과 이루는 각도 θ를 결정해야 합니다. 힘의 작용선이 원점을 통과한다고 가정하면, 그 성분은 기본 삼각법을 사용하여 데카르트 형태로 표현될 수 있습니다.

여기서 F는 힘 벡터의 크기를 나타냅니다. 힘 벡터의 방향은 해당 구성 요소 비율의 탄젠트의 역수로 지정됩니다.

그러나 힘 벡터의 작용선이 원점을 통과하지 않는 경우에도 동일한 접근 방식을 사용하여 벡터 구성 요소를 데카르트 형식으로 표현할 수 있습니다. 힘 벡터의 방향에 따라 각 구성 요소의 부호를 선택할 수 있습니다. 힘 벡터를 해당 구성 요소로 분해함으로써 문제의 구조에 대한 힘의 순 효과를 결정할 수 있습니다.

엔지니어가 안전하고 구조적으로 안전한 구조를 분석하고 설계하려면 2차원 힘 시스템을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 지식은 구조가 다양한 힘에 어떻게 반응하는지에 대한 기본적인 이해를 제공하고 설계 약점이 있는 경우 이를 찾아내는 데 도움이 됩니다.