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​ 임페투스(Impetus) impetus란 물체의 운동을 나타내는 값으로 뉴턴 시대 이전의 운동량(momentum)에 대한 원시적 개념이다. - impetus는 입자수, 물질의 양, 속도를 포함한 물리량이고, 오늘 날의 '운동량' 개념과 비슷하다. ​ Ibn Sina, 980-1037, Persian ​ 고대 그리스의 대철학자 아리스토텔레스는 물체의 운동에 공기가 매질로서 작용한다고 주장했다. 그러나 이 주장은 11세기 페르시아의 철학자 이븐 시나에 의해 반박되었는데, 그는 공기가 오히려 운동을 방해하는 요소라 여겼고, 대신 물체는 이에 저항하는 '숨은 힘의 덩어리'를 가졌다고 생각했다. ​ 이븐 시나의 주장에 따르면 물체의 움직임은 이 힘의 덩어리가 만든 결과였다. 그리고 그의 이론은 이후 물체 운동..

태양에서의 탈출속력(탈출속도) 태양에서의 탈출속도를 구하기 위해선 먼저 태양의 특성을 알아야 한다. ​ 태양의 물리량 그리고 우린 이미 escape velocity의 일반식을 유도했다. ​ ▼ Reference: Escape Velocity https://blog.naver.com/sortie0228/221928071200 [Mechanics] 탈출 속도 | Escape Velocity ​​프랑스가 낳은 위대한 작가 쥘 베른이 쓴 소설 『지구에서 달까지(From the Earth to the Moon)』(1... blog.naver.com ​ 그러므로, 탈출속도 식에 태양의 물리량을 대입함으로써 탈출속도를 평균밀도 ρ에 연결할 수 있다. - ​탈출속력은 물체의 질량과는 무관하고, 태양의 질량과 반지름 값..

중력과 탄성력은 conservative force에 속하며 이들의 PE는 '위치의 함수'로 주어졌다. 힘과 변위로부터 일을 구해 퍼텐셜에너지를 정의했듯이, 위치함수로 주어진 PE로부터 힘을 구할 수 있다. ​ 퍼텐셜에너지로부터 힘 구하기 [1] 미소변위에 대한 힘 F_x의 일은 F_xΔx로 계산할 수 있고, 보존력이 한 일은 위치에너지의 변화량의 (-)의 값이다. - 식 (b)는 Relationship between Work and Difference of Potential Energy(퍼텐셜에너지의 변화량)와 같다. ​ [2] 과정 [1]의 식 (a)를 F에 대해 풀 수 있다. [3] 과정 [2]의 W는 [1]의 식 (b)와 같다. [4] Δx→0이면, F_x의 변화는 무시할 수 있다. Conserva..

에너지적인 관점에서, 우리 주위의 여러 가지 힘을 conservative force와 nonconservative force로 분류했고 이들 중 conservative force의 potential energy를 특정한 함수 식으로 표현할 수 있었다. Conservation of Total Mechanical Energy of Gravitational Force with Constant g Conservation of Total Mechanical Energy of Universal Gravitational Force Conservation of Total Mechanical Energy of Elastic Force ​ 그리고 일에 관련한 여러가지 중요한 식들도 알아보았다. ​ 1. Work done ..

용수철의 복원력은 주어진 힘에 따라 그 값이 결정되는 크기가 일정하지 않은 힘으로, 길이변화에 비례해 힘의 크기(Hooke's law)가 결정됨을 확인했다. - 용수철에 걸린 힘이 한 일 또는 용수철이 한 일은 힘의 크기가 변화하는 일의 적분식으로 풀 수 있다. - 물체가 변형된 후 원래의 크기와 모양으로 돌아갈 수 있으면 물체는 '탄성(elastic)'을 가졌다고 한다. ​ ▼ Reference: Spring과 탄성력(복원력, restoring force) https://blog.naver.com/sortie0228/221933597191 [Mechanics] 보존력과 비보존력 | Conservative and Nonconservative Forces work와 kinetic energy(KE), 그리..

work와 kinetic energy(KE), 그리고 potential energy(PE)를 배우면서 우리는 에너지 간의 변환이 있음을 배웠다. - 물체가 가지는 총 역학적 에너지는 KE와 PE의 합이다. 하지만 사실 총 역학적 에너지의 보존은 '비보존력(nonconservative force)'이 없을 때 성립한다. ​ ​ Conservative Forces 중력에 의해 움직이는 물체는 에너지의 변환(energy transformation)에도 KE+PE 값이 서로 일정했다. 이때 물리학에서 gravitational force는 보존력(conservative force)의 특성을 가졌다고 한다. ​ conservative force에는 중력 이외에도 다음 힘들을 들 수 있다. 1. gravitation..

​ 그림 1. 지구의 만유인력에 의한 힘 F는 인공위성의 궤도를 유지하게 하는 구심가속도를 제공한다. ​ 지구 주위를 도는 인공위성은 전 세계의 통신, 전자교류를 가능하게 만든 과학문명의 위대한 산물 중 하나이며, 이 인공위성을 궤도에 안착시키기 위해 우주공학자들은 뉴턴 역학(Newtonian mechanics)을 사용했다. - (원운동을 하는 가장 간단한)인공위성의 motion을 해석하기 위해서는, 뉴턴이 발견한 (1)law of gravitation과 (2)가속도의 법칙(뉴턴의 운동 제 2법칙), 그리고 (3)centripetal acceleration 식이 필요하다. ​ [1] [그림 1]에서 인공위성에 작용하는 유일한 힘은 지구 중심을 향하는 지구의 인력이다. - 인공위성은 지표면으로 부터 매우 ..

어떤 물체가 일정한 속력으로 원운동을 할 경우, 이를 등속원운동(uniform circular motion)이라 한다. - 한 물체가 일정한 속력으로 일정한 반지름을 갖는 궤도 상에서 움직일 때 uniform circular motion을 만족한다. ​ 그림 1. 한 점이 일정한 속력으로 원주 상 거리를 Δs만큼 움직인다. ​ [1] 등속원운동을 하는 물체의 원 중심점은 O이고, 반지름이 R인 원 궤도 상에서 일정한 속력을 가지고 물체가 원운동을 한다고 가정하자. ​ [2] [그림 1]에서 입자는 시간 Δt동안 P_1에서 P_2로 움직였다. - 속도벡터 v(t)=v_1과 v(t+Δt)=v_2로 물체의 움직임을 표현할 수 있다. - [그림 1]의 (a)와 (b)의 두 삼각형은 서로 닮은 꼴이다. [3] 대..

​ Jules Verne, 1828-1905, French ​ 프랑스가 낳은 위대한 작가 쥘 베른이 쓴 소설 『지구에서 달까지(From the Earth to the Moon)』(1865)에는 거대한 대포를 이용해 3명의 사람을 실어 달로 쏘아 보내는 장면이 있다. ​ 그림 1. 소설 속에 등장하는 땅 속 거대한 대포알, 배경은 미국 플로리다 만유인력의 역학적 에너지 총량과 거리에 대한 퍼텐셜에너지 함수 그래프의 특성을 이용해 지표면으로부터 지구를 탈출할 수 있게 하는 물체의 탈출속도(escape velocity)를 계산할 수 있다. 그림 2. Escape Velocity and Orbital Velocity(공전속도) 그림 3. 물체 탈출의 초기상황과 최종상황 [1] 대포는 지표면 상으로부터 발사된다...

지금까지 뉴턴이 규명한 '만유인력'을 중심으로 '일'을 갖는 물체가 어떻게 '에너지'적으로 표현되는 지 알아보았다. ​ 1. Law of Gravitation: 만유인력의 크기 공식 ▼ Reference https://blog.naver.com/sortie0228/221921585808 [Mechanics] 뉴턴의 중력법칙 | Newton's Law of Gravitation ​천체역학(celestial mechanics): 물리학에서의 역학의 원리를 천문학 분야에 응용해 천체의 운동을 연구... blog.naver.com ​ 2. Work ▼ Reference https://blog.naver.com/sortie0228/221924130429 [Mechanics] 일과 에너지 | Work and Ene..