joint = 관절: link 사이의 점. 반작용 힘과 토크가 걸리는 단위 (e.g., wrist(손목), elbow(팔꿈치), shoulder(어깨), hip(고관절), knee(무릎), ancle(발목))

link = segment: 질량 중심, 질량, 관성 모멘트(moment of inertia)를 가진 rigid body로 취급 (e.g., hand(손), lower arm/forearm(전완, 팔뚝), upper arm(상완), torso(몸통), thigh(대퇴), shank(하퇴), foot(발)

pin: 구조나 링크가 회전은 허용하지만 병진(이동)은 제한하는 관절 또는 지지점 → joint

전완과 상완 FBD에서 elbow에 걸리는 힘의 방향이 반대인 이유

1. 시스템 vs. 링크

• **전완(lower arm)**과 **상완(upper arm)**을 합친 “팔 전체”는 하나의 강체처럼 생각할 수 있다.
• 연구·해석을 위해서는 각 링크를 잘라서 개별 FBD를 그린다. 이때 **잘린 면(=관절)**에는 상대 링크가 가한 힘·토크를 외력으로 표시해야 한다.

2. 전완 FBD를 먼저 그려 보자

• 전완만 떼어내면, 그림상 팔꿈치(elbow) 위치에 상완이 전완을 밀어주는 힘 F_{elbow}이 필요하다.
• 예를 들어 손이 공을 들고 있어 전완에 시계방향 모멘트가 걸린다면, 평형을 유지하려면 팔꿈치에서 위쪽(/몸쪽) 방향 힘이 작용해야 한다.

3. 이제 상완 FBD를 그리면?

• 동일한 잘린 면을 다시 만나지만, 이번엔 “상완 입장”이다.

• 전완이 상완을 끌거나 밀던 힘이 똑같은 크기, 반대 방향으로 상완에 작용한다.

  즉 F_{elbow}^{upper} = -\,F_{elbow}^{lower}.

4. 왜 꼭 반대로 그려야 하나?

• 팔 전체를 다시 합쳐 생각하면 두 힘이 더해져 0이어야 내부힘이 사라진다.
• 만약 같은 방향으로 그리면 내부힘이 두 배가 되어 모순(ΣF ≠ 0)이 생긴다.