대학물리/일반물리 - [역학]14 [고전역학] 중력퍼텐셜과 만유인력 & 전기장과의 비교 - 만유인력은 질량을 가진 두 물체 사이가 가지는 힘을 의미합니다. 이러한 꼴을 가지고 있는데, 전자기학에서 나오는 전기장과 중력장은 거의 유사한 의미를 가집니다. 아래 표로 제가 간단히 비교해보겠습니다. 전기 중력 힘 쿨롱힘 [F=(kq_1q_2)/r^2] 만유인력(중력) 위에 식과 동일 필드 E=F/q g=F/m 퍼텐셜 E=-∇V g=-∇Φ 퍼텐셜 에너지 U=qV U=MΦ 각각 대응되는게 느껴지시죠? 전기장에서는 질량대신 전하량 q를 쓰고, 중력장에서는 전하량 q 대신 질량 m을 씁니다. V가 전기장에서는 퍼텐셜을 의미한다면 Φ가 중력장에서 퍼텐셜을 의미합니다. 퍼텐셜 에너지라는 것은 각각의 필드 내에서 퍼텐셜을 가지고 있을 때, 시험전하 혹은 시험질량에 대한 영향력을 의미합니다. 2020. 5. 4. [Oscillation] 1차원에서의 훅의 법칙(Hooke's Law)과 조화 단진자 (Harmonic Simple Oscillation) 우리가 배우는 물리에서는 보존장이 크게 3가지로 있습니다. 중력장, 전기장 그리고 용수철 진자운동입니다. 그렇기 때문에 Oscillation이라고 따로 학문이 존재하는데 이는 광학을 배울 때도 많이 중요한 개념으로 작용합니다. 오늘부터 포스팅할 오실레이션은 먼저 1차원에서부터 시작하도록 하겠습니다. ▶ 훅의 법칙 훅의 법칙은 1차원으로 표현했을 때, F(x)=-kx라는 공식을 가집니다. 여기서 x는 델타를 붙여주면 좀 더 정확하구요. Δx는 거리의 변화량을 뜻하고 k는 용수철 상수라고 알려져있습니다. 이 k가 정확히 어떻게 나왔는지 한번 보도록 하겠습니다. 용수철 운동에서의 평형점은 원점이라고 가정하겠습니다. 그러면 1차원에서는 x=0인 곳이 평형점이 되겠죠? 훅의 법칙에서 음수가 붙은 이유는 우리가 가.. 2020. 4. 19. [고전역학] 유체의 종단속도 (공기마찰저항계수) & 총알속도 문제 풀이 오랜만에 고전역학 포스팅하네요! 어쨌든 오늘할 것은 유체의 종단속도에 대한 내용입니다. 우리가 스카이다이빙을 한다고 생각합시다. 저는 해본적은 없지만 아래로 낙하를 할 때, 우리는 '맞바람'같은 것을 느낄겁니다. 이게 우리가 낙하하면서 공기와 마찰이 일어나면서 느끼는 현상인데요. 이를 유체에 의한 마찰계수 'k'를 이용하여 표현할 수 있습니다. ▶ 유체의 종단속도 - 일단 마찰력을 고려했을 때의 힘 F는 중력의 힘을 받고 떨어지는 mg의 값과 이것과 반대방향으로 작용하는 힘(마찰력)인 f의 합일 것입니다. 근데 우리가 지표면에서의 마찰은 정지마찰계수 / 운동마찰계수라고 따로 존재하잖아요? 근데 공기 중에서의 마찰은 다른 마찰계수를 씁니다. 그게 아까 위에서 적은 k가 됩니다. 그러면 이제 이 마찰계수를 .. 2020. 4. 11. [고전역학] Single particle의 운동방정식 (경사면에서의 마찰력) 이번 포스팅에서는 이전에 배운 뉴턴의 법칙 중 제 2법칙에 대한 응용을 배워보고자 합니다. 위 그림을 하나씩 짚어봅시다. 먼저 좌표축을 설정하도록 하겠습니다. O를 원점으로 잡고 P벡터가 x축과 겹쳐진 것이고, O에 수직 윗부분을 +y축 방향이라 하겠습니다. 추가로 w를 봅시다. (초록색 방향벡터) w의 크기는 mg라고 나왔습니다. 그렇다면 P와 수직한 아랫방향 벡터의 크기는 wcosΘ가 됩니다. 그러면 P는 자연스레 wsinΘ가 되겠죠? 자, 그러면 어느정도 세팅은 끝났습니다. 여기서 한번 더! 위 모델은 빗면의 마찰력까지도 고려한다고 가정합시다. ▶ 마찰력 - 마찰력에는 크게 두가지가 있습니다. 정지 마찰력과 운동 마찰력인데요. 정지 마찰력계수는 μs라고하고요. 운동 마찰력계수는 μk라고 합니다. 이.. 2020. 3. 28. [고전역학] 뉴턴의 법칙(Newton's law)과 관성 기준계(Inertial frame) ▶ 뉴턴의 법칙 - 뉴턴의 법칙은 여러분들이 잘 아시다시피, 크게 3가지의 법칙으로 구성되어 있습니다. 1) 알짜힘은 0이다. (관성의 법칙) 이 알짜힘이 0이라는 의미에 대해서 자세히 분석해보도록 합시다. 뉴턴힘 F는 물체의 질량에다 가속도를 곱한 것입니다. 그리고 여러가지 힘들 F1,F2,F3,F4,....... 등등을 다 더했을 때, 나오게 되는 이른바 의 힘을 알짜힘(합력)이라고 합니다. 아무튼 다시 돌아와서! 이 알짜힘이 0이다? 그러면 생각을 해봅시다. 질량이 0일리가 없잖아요? 질량이 없는 물체가 어디있습니까. 질량이 없다는 것은 그냥 無라는뜻이니까요. 이는 다시 말해서 가속도가 0이다! 라고 볼 수 있겠습니다. 그럼 가속도가 0이라는 것은 무슨 의미일까요? - 가속도 : 물체의 운동속도에 .. 2020. 3. 27. [소리역학] 음파의 세기 / 관악기의 파장 / 맥놀이 진동수(Beats) / 도플러 효과 (Doppler Effect) 잘 나오지 않는 파트라 비주류 역학이라 했습니다. 그래도 한문제 정도는 꽤 자주 출제되는 것 같아서 정리합니다. 음파(Sound)에는 크게 3가지 요소가 있습니다. 높이, 세기, 맵시입니다. 1) 높이는 음파에 어떠한 연관이 있는가? - 높이는 곧 진동수와 연관이 있음을 보입니다. 진동수가 클수록 음파의 높이는 높습니다. 즉, 고음이 됩니다. 가청 진동수라는 것이 있는데 이는 인간이 들을 수 있는 소리를 진동수 범위로 표현한 것을 말합니다. 20Hz~20000Hz가 가청진동수 범위고 만약 이 범위를 넘어선만큼 높은 진동수의 음원이 흘러나오면 인간은 이를 듣지 못합니다. 이를 '초음파' 라고 합니다. 2) 세기는 음파에 어떠한 연관이 있는가? - 세기는 진폭과 연관이 있습니다. 진폭이 클수록 큰 소리를 냅.. 2019. 11. 27. 이전 1 2 3 다음