Herald-Lab

물리학은 자연과학의 한 분야로 이들 지식 중 가장 보편적이며, 체계적인 특성을 지닌다. - 물리학은 일반적인 '과학적 방법'을 수용하며, 과학적 방법은 다음과 같은 과정을 거친다. 1. 현상의 관찰 2. 개념의 정립 3. 가설의 설립 4. 검증 ​ 과학적 방법에서의 가설은 검증을 통해 '이론화' 된다. 이론화란, 과학적 방법을 거쳐 이론이 도출되는 과정을 의미한다. - 물리학에서 이론이란, 앞선 챕터에서 언급한 것처럼 자연현상을 지배하는 한정된 수의 기본법칙을 찾아 임의로 설정한 실험 결과들을 예측할 수 있는 체계를 말한다. ​ ※ 과학적 방법의 목적 1. 인과관계의 규명: 과학은 현상을 설명하는 데 있어 인과관계적 요소를 반드시 포함한다. 원인이 없는 결과(현상)는 규명이 불가능하므로, 이 현상은 이론..

물리학이란, 자연과학의 한 분야로 물질을 중심으로 그것의 시공간(space and time)에서의 운동, 그리고 그것과 연관된 에너지(energy)와 힘(force)을 연구하는 학문이다. - 물리학은 여러 과학 분야 중 가장 근간이 되는 과목으로, 이것의 목표(main goal)은 우주에서 일어나는 움직임을 이해하는 데 있다. Physics is an experimental science. Physicists observe the phenomena of nature and try to find patterns that relate these phenomena. Young & Freedman 2014, p. 2 물리과학이란, 자연에서 발견되는 순서나 사건들 속에서의 규칙 반복성을 논하는 지적 체계이다. P..

신경망(neural network): 신경회로, 인공신경망(artificial neural network, ANN), 인간의 뇌 구조를 착안·고안한, 기계학습을 위한 인공지능의 시스템 - 연결주의(connectionism): 인간의 중추 신경계 처리과정을 추상화(abstraction)하여 의사 뉴런을 구축하고 그것을 계층화하여 지능체를 구축할 수 있다고 주장 - 장점: 안정적인 학습기능, 병렬처리, 에러 감내(fault tolerance) 등 - 신경망의 기술은 현재 음성, 영상, 자연어 처리 등에 활용 - 신경망의 마일스톤 ① 단층신경망(perceptron) ② 다층신경망(MLP: Multi-Layer Perceptrons): 또는 FNN(Feed-Forward Neural network) ③ 심층신경..

통계학(statistics): 데이터를 기반으로 불확실성(uncertainty) 속에서도 합리적인 의사결정을 돕는 수학의 한 분야 경험과학에서 발생할 수 있는 불확실성을 계량적으로 설명하기 위한 논리와 방법을 제공한다. statistics는 자료를 수집, 분류, 분석, 표현하여 어떤 현상에서의 인과관계를 논리적으로 설명하고, 나아가 미래 상황까지 예측하게 해준다. ​ 통계학은 크게, ​ ① 기술통계학(descriptive statistics; 관찰한 자료를 수집·정리·요약하여 현재의 상황을 이해하고자 함)과 ② 추리통계학(inferential statistics; 모집단에서 추출된 표본 자료를 분석하여 확률이론을 근거로 모집단의 특성을 추리하는 데 중점)로 나뉜다. ③ 분석통계학: 합리적 의사결정을 위해..

인공지능(artificial intelligence): 인간을 포함한 동물이 가진 자연지능(natural intelligence)과 달리 지능적인 기능을 갖춘 컴퓨터 시스템 - 또는 이러한 지적 기능을 만들 수 있는 방법론이나 실현 가능성을 연구하는 과학 분야를 지칭하기도 한다. 인공지능의 태동 잉글랜드 런던 출신의 컴퓨터 과학의 아버지 앨런 튜링(Alan M. Turing, 1912-1954)은 1950년대에 자신의 논문 에서 수학 및 컴퓨터 과학 이론을 기반으로 한 '생각하는 기계'의 가능성을 최초로 고안하였다. - 튜링 테스트(Turing test): 인공지능의 기준선을 정하는 대신, 일단 인간이 인지하기에 '인간스러운 반응'을 할 수 있는 것을 '인간에 준하는 지능'을 가진 것으로 간주하도록 한다..

​ 힘은 항상 두 물체 사이를 주고 받는 형태를 띤다. 따라서 어떤 힘이 '작용 힘(action)'이라면 상호작용에 의해 나타나는 다른 힘을 '반작용 힘(reaction)'이라 한다. ​ Action and Reaction 작용-반작용 법칙: 물체 A가 물체 B에 힘 f_AB(또는 on B by A)을 작용하면, 물체 B도 물체 A에 크기는 같으나 방향은 반대인 힘 f_BA(또는 on A by B)를 반작용한다. - 힘은 항상 쌍으로 존재한다. - 동시에 작용하는 두 힘의 크기는 같으나 방향은 180도 정반대이다. - action force와 reaction force는 각각 다른 물체에 작용점을 두고 있어 resultant 값을 갖진 않는다.​ ​ 작용-반작용 법칙의 예 1. 로켓이 가스를 분사하면 동..

​ 가속도 법칙: 물체에 힘이 작용하면 그 힘의 방향으로 가속도가 생긴다. ​ 알짜힘(net forces): 한 물체에 여러 힘이 동시에 작용할 때, 모든 힘의 합력을 알짜힘이라 한다. - 어떤 물체에 한 개의 힘이 작용하면 그 힘이 곧 net force이다. - 어떤 물체에 여러 개의 힘이 작용하면 그 힘들의 '벡터합'이 net force이다. ​ 그림 1. Different forces exerted on the same mass produce different accelerations. ​ 그림 2. A sled experiences a rocket thrust that accelerates it to the right. Each rocket creates an identical thrust T. ..

힘의 특성 힘(force): (1)물체의 모양을 변형시키거나 (2)물체의 운동상태를 변화시키는 물리량 - 운동하는 물체의 운동 방향 또는 크기(빠르기)를 변화시키는 동인이다. - 두 힘을 합쳐 하나의 힘으로 나타낼 수 있으며, 다시 하나의 힘을 두 개의 힘으로 분해할 수도 있다. - vector의 특성을 갖는 힘은 vector arrow로 표현이 가능하고, 평행이동도 가능하므로 방향과 크기를 변화시키지 않고 직교 좌표상에 이동시켜 계산할 수도 있다. ​ 그림 1. Forces are vectors and add like other vectors, so the total force on the person(in the middle of the picture) is in the direction shown...

​ 고체 표면에서 발생하는 마찰력 이외에도 액체나 기체 상 공간에서 발생하는 저항력(resistive force) 역시 물체의 움직임을 분석하는 데 매우 중요하다. - 유체 내부에서 움직이는 물체와 매질 사이의 상호작용을 resistive force라 정의한다. ​ 저항력의 종류 1. ​공기 저항(air resistance): '기체' 내 물체의 움직임에 저항하는 힘 2. ​점성(viscosity): '액체' 내 물체의 움직임에 저항하는 힘 ​ 저항력의 특징 frictional force와 마찬가지로, 저항력의 크기 역시 움직이는 물체의 속력에 따라 그 값이 복잡하게 변한다. 1. 속력비례 저항력: 유체 속에서 천천히 낙하하는 물체 또는 공기 입자 중 먼지와 같이 미세한 입자들의 움직임에 대한 저항력 2..

​ 질량시스템에서 수직항력 쌓아놓은 물체에 대한 normal force의 계산의 가장 간단한 요령은 먼저 물체들에 작용하는 중력을 모두 표기한 뒤, 맨 꼭대기에서부터 물체에 대한 수직항력의 크기를 구하는 것이다. ​ [그림 1]과 같이 쌓인 mass system이 테이블 위에 멈춰있다고 하자. 그림 1 [1] 수직항력 n_1: 쌓여진 물체계의 질량 m에 걸린 중력에 반하는 수직항력 [2] 수직항력 n_2: 쌓여진 물체계의 전체 질량 m+M에 걸린 중력에 반하는 수직항력 여러가지 물체의 마찰력 1. 상대속도가 0인 가로배열 그림 2 [1] 각각의 접촉물체에 작용하는 마찰력의 크기는 질량에 비례한다. [2] 접촉면의 수직항력: 질량 m인 물체가 M인 물체를 미는 만큼(작용), 같은 크기의 반대방향으로 반작용..