[물리] Moment (모멘트)

<Moment of inertia. 출처: http://members.fortunecity.com/albert66/moment.htm>

관성(Inertia) : 물체의 상태를 그대로 유지 하려는 성질.

모멘트(Moment) : 질량의 분포에 따라 효과가 달라 지는 현상.

병진 운동
F = Ma (힘 = 질량 x 가속도)

회전 운동
τ = Iω (토크 = 관성모멘트 x 각 가속도)

병진 운동에서의 관성 : 질량과 관계가 있다. 즉 질량이 크면 관성도 크다. 
                            움직이고 있는 물체의 질량이 클 수록 멈추기가 어렵다.

회전 운동에서의 관성 : 질량과 역시 관계가 있으나, 회전 반경 또한 관계가 있다. 
                          같은 질량이더라도 길이가 길 수록 회전 시키기 어렵고, 멈추기
                          어렵다. 회전 관성(Rotational inertia)의 양은
                          관성 모멘트(Moment of inertia)로 나타내며, 이는 mr² 이다.

※ 회전 관성은 하나의 물리적 성질 즉 말로 설명 될 수 있는 것이며, 관성 모멘트는 회전 관성의 양을 나타내는 물리량 즉 수치적으로 계산 되어지는 것이다.  

병진운동의 입장에서 보면, 질량이 가속도에 대한 물체의 저항의 척도가 된다.
회전운동의 입장에서 보면, 관성모멘트가 각가속도에 대한 물체의 저항의 척도가 된다.
일반 적으로 관성 모멘트를 구할 때에는, 질점의 질량을 m으로 간주 하는 것이지만,
실질 적으로 강체의 질점은 한곳에 집중 되어 있는것이 아니기 때문에,
물체의 질량을 미소 적분 하여 구하게 된다.

회전력 : 병진 운동에서의 힘과 같은 개념.
            회전력 또한 힘만 관계되는 것이 아니라 회전 반경과도 관계가 있다. 
            회전력의 양을 토크(Torque)라 하며, 이는 회전반경x힘 으로 구할 수 있다.
            (여기서 회전반경은 중심축으로 부터 힘을 가하는 지점까지의 거리를 나타냄)

선형 운동 : 질량이 m인 물체에 힘 F를 가하여 a의 가속도로 운동하는 것.

회전 운동 : 관성 모멘트가 I인 물체에 토크 τ를 가하여 ω의 각 가속도로 운동하는 것.

※ 가끔 모멘트와 모멘텀을 헷갈려 하는 사람들이 있다. 이는 헷갈려 할 필요도 없는 것이,
둘은 이름만 비슷할 뿐이지 개념적으론 다르다. (모멘텀 : 운동량)