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위치벡터, 속도벡터, 그리고 가속도 벡터 위치벡터: 위치벡터함수(position vector function)로 표현되는 벡터, 원점 O에서 점 P에 이른다. 속도벡터: 속도벡터함수(velocity vector function) 또는 접선벡터함수(tangential vector function)으로 표현되는 벡터, 위치벡터의 각 성분별 시간 미분 가속도 벡터: 가속도벡터함수(acceleration vector function)로 표현되는 벡터, 속도벡터의 시간 미분 ​ 3차원 상의(에서) 위치벡터는 다음과 같이 주어진다. 위치벡터함수는 시간에 따라 위치를 변화시킴으로써, 운동하는 물체의 경로 표현이 가능한 가장 기본적인 벡터함수이다. Let v be a vector with initial point (0..

지진파 Seismic Wave – 지진파의 이해 지진(earthquake): 지구의 표면이 흔들리는 현상, 단층면에서 순간적으로 발생하는 변동 - 지각 내에 저장되어 있던 변형력(stress, 응력)이 탄성진동에너지로 바뀌어 방출되는 현상 - 지각 내의 stress란, 지각 외부로부터 힘(외력)이 작용하였을 때 내부에서 발생하는 저항(력)을 의미하고, 외력이 물질 고유의 한도를 초과하여 작용하면, 그 물질의 구조는 파괴된다. - 지진관련용어 · 진원(focus): 지진이 최초로 발생한 지점 · 진원역: focus를 중심으로 한 가장자리(edge) · 진앙(epicenter): focus에 수직한 지표(면)상의 지점 · 깊이: 진원과 진앙에 대해 수직한 거리 · 본진(main shock): 특정 지역에 연..

신경세포(뉴런, neuron): 신경계를 구성하는 세포 - neuron은 소듐(나트륨, sodium) 통로와 포타슘(칼륨, potassium) 통로 등의 이온 통로를 발현하여 다른 세포와 전기적으로 소통한다. ⇒ 이온통로는 세포막에 존재하며, 이 세포막에서 일어나는 변화는 전기화학적 임펄스(impulse)를 야기한다. ​ 근육세포(근세포, myoctye): 근육 조직을 구성하는 섬유상 세포 - 근육조직(muscular tissue): 골격근(skeletal muscle), 민무늬근(내장근, smooth muscle), 심장근(cardiac muscle)을 총칭하는 네 가지 조직 중 하나 - 근세포는 muscle tissue와 마찬가지로 골격근 섬유, 민무늬근 섬유, 심장근육 섬유로 나뉜다. 신경 및 근육..

귀의 소리증폭: 물리학적 접근 동물이 흔히 소리(sound)라고 인식하는 자극의 원형은 물리학의 음향학 분야 전반을 관통하는 주제인 공기압력의 파동이다. 청각계(청각체계, 청각계통, auditory system)는 기계수용기를 이용해 이 압력 파동을 수용기전위(receptor potential)로 변환시킨다. 청각계는 특별한 구조로 음파를 모으고, 이를 감각기관에 증폭시킬 수 있다. - 귀(ear)는 크게 외이, 중이, 내이의 세 부분으로 구분한다. ① 외이(outer ear) · 역할: 외부의 음파와 직접 상호작용하는 부위로 소리를 모아 고막(eardrum)으로 전달 · 구성: 귓바퀴(pinna), 외이도(external auditory canal: 귀의 입구에서부터 고막까지의 약 2.5cm의 통로, ..

피부의 구조 피부: 체내의 근육과 기관을 보호하는 다수의 상피조직(epithelia tissue) - 피부의 구조 · 표피(epidermis): 피부의 가장 바깥쪽 층으로 방수, 1차 보호막의 역할, 각질화로 인해 표층으로 갈수록 세포핵을 잃어 결국 표피로부터 각질세포는 떨어져 나간다. 표피의 산성도는 심층은 pH 7.0-7.4이나 외부 환경으로 갈수록 pH 4.0-5.0이 되어 미생물의 번식을 저지함 · 진피(dermis): 피부의 2차 보호막 역할로 신체를 압력과 장력으로부터 보호함, 모낭, 땀샘, 피지선, 림프관, 혈관 등이 분포 ① 꼭지모양 부위(papillary region): 표피에 근접한 진피 부위 ② 그물망 부위(reticular region): 진피 하단 부위 ​ - 표피피부세포와 진피피..

벡터와 스칼라 벡터(vector): 크기 뿐만 아니라 방향을 고려한 수학적 양 - 스칼라(scalar)는 크기만의 1차원적 양인 반면, 벡터는 2차원의 원소(요소)들에 의해 어떤 양을 표현한다. - 벡터로 표현될 수 있는 물리량을 벡터량(vector quantity)이라 하며, 벡터량으로는 변위, 속도, 가속도가 있다. 그림 1. 벡터의 표현 - 벡터는 화살표를 그어 표시하며, 벡터 크기는 벡터의 길이로, 벡터 방향은 화살표의 머리(head)로 나타낸다. - 벡터의 크기와 방향을 바꾸지 않는다면, 벡터를 어디로 위치시키든 벡터 고유의 값은 바뀌지 않는다. 그림 2. 변위 [그림 2]는 변위벡터로 벡터의 가장 간단한 예중 하나이며, 물체의 움직임이 아닌 움직임의 효과를 표현한 것이다. - 변위벡터는 물체의..

단순방정식 Simple Equation 가장 단순한 1차 방정식의 형태는, 이며, 우변은 독립변수만을 포함한 함수이다. - 양변에 dx를 곱한 뒤, 직접 적분을 하면 y는 x의 함수로 나타난다. ​ 1차단순방정식의 풀이 ■ DE의 풀이를 위한 적분표를 다시 상기하도록 하자. EXAMPLE 1. 다음 미분방정식의 일반해를 구하시오. ​ □ 변수분리방정식 Separable Equation simple equation의 우변의 함수 f가 독립변수와 종속변수로 이루어져 있을 때, 같은 1차 미분방정식은 변수분리방정식(separable equation)이라 한다. separable equation은 우선, 1. 위의 형태인 방정식의 양변을 v(y)로 나눈 뒤, 2. 아래의 방정식을 얻고, 3. 이 방정식의 양변을..

미분방정식(differential equation, DE): 미지 함수의 도함수를 포함한 방정식 - 미지의 함수 y=f(x)와 그 도함수 간의 관계를 나타내는 방정식 - 미분방정식의 세 가지 목표 ① 특정한 상황을 표현하는 미분방정식의 발견 ② 이 미분방정식의 정확한 해를 찾음 ③ 찾은 해를 해석하여 미래를 예측함 - 물리학과 공학에서 미분방정식은 동적인 시스템(dynamic system)을 모델링하는 데 일반적으로 활용된다. e.g. 전자와 정공(hole)의 밀도가 시간에 따라 변화하는 반도체 소자 - 미분방정식의 풀이 ​ 가령, 아래와 같은 DE가 있다고 하면, 여기서 미분방정식의 풀이란, x(t)를 구하는 것이다. · 미분방정식의 풀이란, 미분방정식을 만족하는 미지함수, 독립변수의 연속함수인 해를 ..

장 이론 장(field) - 정의 1: 공간에서의 위치, 시간 등에 따라 그 성질을 달리하는 물리량 - 정의 2: 공간의 모든 점에서 정의되는 물리량으로 어떠한 물리량 f가 일정한 공간영역에 걸쳐 그 공간 내의 위치함수로 주어졌을 때의 해당 영역 ⇒ 공간 자체를 물리적 실체로 간주하는 내용으로 영국의 물리학자인 패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)가 전기와 자기를 연구하면서 역선의 개념을 도입하면서 시각적으로 이해되기 시작했다. · 스칼라장(scalar field): 스칼라량 위치함수 영역, 공간 내의 각 점이 크기를 나타내며 분포함 e.g. 온도장, 밀도장, 압력장 등 · 벡터장(vector field): 벡터량 위치함수 영역, 공간 내의 각 점이 크기와 방향을 갖는 벡터를 나타내..

전하가 가진 특성 전하(electric charge): 물질이 전기적 현상을 갖는 원인으로 어떤 물질이 가진 전기량 - 여기서 전기적 현상이란, 특히 전기력을 의미한다. - 전하는 물질에 구속되어 있고, 전기장(electric field)을 만든다. - 점전하(point charge): 특정 공간에 존재하는 점의 특성을 공유하는 전하 ⇒ 전하를 보유한 물체를 점전하로 간주하는 경우, 그 물체의 부피나 크기를 고려하지 않는다. - 전하량(quantity of electric charge): 어떤 물체가 가진 전하의 양으로 알짜 전하로 표현된다. ​ 전하는 양전하((+)전하, positive charge)와 음전하((-)전하, negative charge)로 구분되며, 통상적으로 양성자(proton)나 양전..