블럭을 높이 올리면 더 잘 쓸어지잖아요
블럭을 높이 올리면 잘 쓸어지잖아요 무게랑도 상관관계가 있고 다른 외부적요인이 있는것 같은데 계산하는 공식이 있으면 알려주세요 궁금합니다
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
블럭을 높이 쌓으면 쓰러지는 이유는 여러가지 원인이 있습니다
공기중에는 흐름이 있기 때문에 영향을 받을 수 있고, 우리가 느끼지 어렵지만 어디에도 진동도 존재합니다.
가장 큰 이유는 블록면과 블록이 놓인 바닥면 / 블록의 윗면과 아래면이 평행하지 않기 때문이라고 생각됩니다.
어떤 물체를 만들든 공차가 발생하게됩니다. 정밀기계가공으로 정육면체를 만들더라도 면의 편평도를 일정 이하로 만들기는 쉽지 않습니다. 정밀기계가공으로 재작 가능한 두께(높이) 공차는 20nm 수준입니다.
공차라는 것은 만들때마다 다르기 때문에 공장에서 일관되게 만든 블록을 사용하더라도 각 블록마다 다 다른 공차값을 가지게 됩니다. 따라서 정확하게 블록 개수로 계산하는 식을 만들기는 힘들지만 예상 공차를 적용하여 계산해볼 수 있습니다.
블록이 쓰러지는 여러가지 경우의 수 중에 가장 우에 새로 블록을 놓았을때 그 블록이 미끄러지며 쓰러지는 경우를 가정하면
블록 1개의 정지마찰력 < 누적된 블록들의 기울어짐 및 중력에 의해 맨 위의 블록이 경사면으로 이동하려는 힘 인 경우로 정리 할 수 있습니다.
계산 방법은 비탈면에 높인 물체가 각도을 점점 높일때 미끄러지기 시작하는 각도를 구하는 법과 동일합니다.
이때 각도는 블록 바닥면의 길이 L, 예상공차의 절대값 a, 미리 쌓인 블록의 수를 b라고 했을때
각도 = atan(ab/L)로 근사할 수 있습니다.
감사합니다.