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대학물리61

[고전역학] 일과 에너지 (운동에너지와 위치에너지) 일이라는 것은 우리가 어떤 물체에 힘을 가했을 때 그 물체가 이동한 거리를 곱해준 개념입니다. 힘*거리 개념이죠. 근데 이 일이라는 것이 에너지와 연관이 깊습니다. 우리가 물리를 배우다보면 운동에너지, 위치에너지라는 것을 배우게 될텐데요. 운동에너지는 물체의 속도에 관한 에너지고, 위치에너지는 중력에 거슬러서 우리가 계에 해준 일을 말합니다. 대부분의 교재는 이 위치에너지를 '포텐셜 에너지' 라고 부릅니다. 고등학교 때는 위치에너지라고 하는거 같은데 대학와서는 이걸 포텐셜 에너지라고 합니다. 일의 수식적 정의를 봅시다. 제가 말했듯이 힘*거리=일입니다. 근데 이 일이라는 것이 항상 직선거리만 가는건 아니기 때문에 우리는 적분을 사용합니다. 이게 일입니다. 근데 마지막 줄에 나온 공식을 보면 저건 운동에너.. 2019. 11. 5.
[고전역학] 등속 원운동 등속 원운동을 봅시다. 원래 운동은 크게 직선운동이거나 원운동으로 나뉩니다. 오늘할 것은 이제 원운동의 기초입니다. 보시는 바와 같이 구의 접선(빨간색)과 법선(초록색)이 보입니다. 이들은 각각 가속도에 해당합니다. 접선가속도는 방향을 바꾸는 용도구요. 우리가 볼 것은 법선가속도인 '구심 가속도'입니다. 구심 가속도는 우리가 아는 F=ma에서의 가속도와 조금 다릅니다. 바로 이것입니다. 아래첨자 c는 center 뭐라했던거 같은데 잘 기억이 안나네요. 아무튼 R은 원운동의 반지름이 되겠습니다. 그러면 뉴턴역학에서처럼 원운동이 가지는 힘을 정의하려면 저 구심가속도에 물체의 질량 m을 곱하면 됩니다. 그렇죠? 따라서, mv^2/R가 구심력이 됩니다. 원운동도 직선운동과 틀은 똑같습니다. 힘, 질량, 가속도,.. 2019. 11. 4.
[고전역학] 운동마찰력 & 정지마찰력 & 유체저항 마찰력이란 접촉력의 일부로 현재 운동하는 것에 저항하는 힘을 말합니다. 마찰력은 수직항력에 비례합니다. 수직항력이란 중력가속도에 질량을 곱한 값으로 물체의 무게와 그 값이 같습니다. 제목에도 써놨지만 마찰력은 크게 두 가지로 나뉩니다. 정지마찰력과 운동마찰력입니다. 우리가 물체를 움직이기 위해서 최소한 요구되는 힘을 주어야만 합니다. 마치 광전효과에서 문턱진동수와 같은 느낌? 또는 반응이 일어나기 위한 활성화에너지? 같은 느낌이라 보시면 됩니다. 여러분들은 살면서 어떤 박스를 밀 때, 처음에 힘을 빡주어야 움직이는 것을 느꼈을 겁니다. 그 후엔 힘을 조금 줄여도 충분히 이동이되죠. 그걸 나타낸 그래프가 바로 아래입니다. 이에 대한 공식은 다음과 같이 정리됩니다. 위에 s첨자가 정지를 뜻하며, k는 운동을.. 2019. 11. 4.
[고전역학] 뉴턴의 운동 법칙 응용 (2) (도르래와 경사면) 뉴턴의 운동 법칙 응용 법칙은 사실 간단해보이지만 나름 난이도를 높일 수 있는 문제 중 하나라고 생각됩니다. 먼저 도르래 문제부터 봅시다. 위 문제를 봅시다. 도르래문제에서 가장 많이 착각하는 것이 추에 대한 장력과 손으로 잡아당기는 장력이 서로 다른 것인가? 입니다. 결론은 같습니다. 이것만 꼭 기억하십쇼. "실이 여러개가 아닌 하나라면 그 실에 작용하는 모든 장력은 동일한 크기를 갖는다." 만약 저기서 손이 아니라 다른 물체가 매달려있다고 합시다. 그 물체를 m2라 하구요. 기존의 추를 m1이라 합시다. 우리는 이제 이 때의 가속도와 장력을 구해보도록 할 겁니다. 아, 위에서 하나 더. 장력뿐만 아니라 도르래에서는 가속도의 크기도 동일합니다. 그니까, 손으로 잡아당기면 추가 올라가게 되죠? 그 때 손.. 2019. 11. 4.
[광학] 구면거울에 의한 상 (볼록거울과 오목거울) & 거울방정식 구면거울에서는 작도가 중요합니다. 블로그 포스팅 특성상 작도하는 과정을 담아내진 못해서 아쉽지만 최대한 이해시키도록 하겠습니다. 1) 오목거울 a) 물체가 초점거리보다 뒤에 있을 경우 - 위 그림은 현재 물체가 초점거리보다 뒤에 있을 경우를 나타낸 그림입니다. 보시면 작도에 의해 h' (거울에 의해 맺힌 상의 높이)가 거꾸로 맺힌게 보이네요. 이를 도립상이라고 하구요. 실제 빛에 의해 맺혀진 것이므로 실상입니다. 따라서 도립실상이 되고, 크기는 실제 상의 크기보다 작기 때문에 배율은 1보다 작습니다. b) 물체가 초점거리보다 앞에 있을 경우 - 이 때는 상이 정립상이 됩니다. 대신, 실제 빛에 의해 맺힌것이 아니라서 허상이죠. 그렇기 때문에 정립허상이 되구요. 배율은 1보다 큽니다. 자, 그럼 이거 정리.. 2019. 11. 4.
[광학] 평면거울에 의한 상 평면거울에 의한 상은 쉽습니다. 이거 후딱 하고 구면 거울에 의한 상과 렌즈에 의한 상 공부합시다. 일단 '거울'입니다. 거울은 반사와 연관되어있음을 의미합니다. 게다가 평면거울이다? 그러면 상의 크기에는 변화가 없다는 것을 말합니다. 거울과 렌즈 파트에서는 작도법이 굉장히 중요한데 여러분들도 나중에 작도 직접 하시길 바랍니다. 혹시 아나요? 편입물리에 나올지 ㅎㅎ 보시면 평면거울에서는 상이 거울 뒤에 맺힙니다. 그러니까, 위 그림 상에서 점선으로 표시된 연장선 보이시죠? 저게 거울 뒤에 맺힌 상의 위치를 나타내는데 보시면 허상입니다. 실상은 거울 앞에 맺혀야 합니다. 그리고 상의 크기에는 변함이 없습니다. 빠르게 표로 정리하고 마치겠습니다. 여백의 미 평면 거울 상 정립허상 겉보기 크기 실제 상과 동일.. 2019. 10. 29.

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