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드 브로이의 발견 1924년, 프랑스의 물리학자인 루이 드 브로이(Louis de Broglie, 1892~1987)는 자신의 박사학위 논문(양자이론에 관한 연구, 『Recherches sur la théorie des quanta』)에서 광자의 이중성을 근거로 모든 형태의 물질 또한 파동성을 가졌을 것이라 예견했다. 드브로이 관계에 의하면 파장은 입자의 운동량에 반비례하고, 진동수는 입자의 운동에너지에 비례한다. 이때 물질의 파장은 드브로이 파장이라고 한다. 파동으로 이해되던 광자가 입자성을 가진 것처럼, 입자로 이해되는 물질 또한 파동성을 가질 수 있다. ​ 드 브로이의 가정 드 브로이는 물질파의 공식을 세우기 위해 아래의 가정을 세웠다. 순수한 입자성으로 설명되는 어떤 것에 대해서 주파수를 정의할 ..

부력(buoyant force): 유체에 잠긴 물체에 작용하여 그 물체를 유체 표면 위로 떠오르게 만드는 힘 압력의 차이로 인해 위로 밀어 올리는 힘과 물체의 무게가 같아지는 높이에서 물체는 정지한다. 유체가 물체에 작용하는 힘[그림 1]으로 부력을 받는 물체의 특성은 고려 대상이 아니다. 유체가 미는 힘보다 물체의 무게가 무거우면 가라앉고, 작으면 뜬다. 물의 경우, 물이 미는 힘은 수심이 깊어질 수록 더 커진다. ⇒ 대부분의 유체 또한 마찬가지로 물체의 잠긴 깊이가 깊을 수록 유체가 미는 힘 또한 커진다. ​ ​ 아르키메데스 원리(Archimedes's principle): 어떤 물체에 작용하는 부력은 그 물체에 의해 밀려난 유체의 무게와 같다. ⇒ 고대 그리스의 자연철학자인 아르키메데스(Archim..

혈류의 층류와 난류 Laminar and Turbulent Flow in a Blood Vessel 혈관에서의 혈액의 흐름은 혈액의 점섬 때문에 [고전역학 2_04. 점성]에서 배운 푸아죄유 법칙을 따른다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223247985702 [물리학-고전역학 2] 04. 점성 | Viscosity 유체 내부에서 발생하는 저항력(항력)의 크기는 유체가 가진 점성(viscosity)에 의해 결정된다. 점성: 점도... blog.naver.com 혈액의 점도는 혈구의 비중이 커질 수록 그 수치가 더욱 커지며 이는 비선형적 hematocrit 그래프로 나타난다. 혈액의 유량(유량률, 유동률)은 Q로 나타내며 정의는 아래와 같다. 시간간격 Δt동안 관의 단면을..

유체 흐름(fluid flow): 유체 유동, 운동 중인 유체의 거동 양상을 뜻하며, 유체의 흐름 성질을 나타내는 물성 및 유체 흐름의 장(유동장)을 다룬다. ​ 유체의 흐름 공기의 흐름이나 강물의 유속처럼 우리는 환경적인 요소로서 흐르는 유체조건을 매일 경험한다. 유체가 움직일 때 흐름은 두 가지 유형 중 하나로 설명할 수 있다. ​ 유체흐름의 유형 층류(steady flow, laminar flow)[그림 1]: 정상류, 층흐름류, 전체유체를 구성하는 작은유체부피(fluid element, 유체요소)가 매끄러운 경로를 따라 이동해, 다른 입자들의 경로와 교차하지 않는 경우 cf. 단, 유체를 이루는 기본 '분자'를 유체요소로 지칭하는 것이 아니다. 층류는 특정한 한 지점을 지나는 모든 작은유체부피의 ..

이번 챕터에서 소개할 토크의 두 번째 식을 파악하기 위해 [고전역학_43. 토크 1]과 [고전역학_44. 회전운동에너지와 관성모멘트]를 우선 복습하도록 한다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223288265065 [물리학-고전역학] 43. 토크 1 | Torque (1) 토크(돌림힘, 회전력) 토크(돌림힘, 회전력, torque): 회전축이 있는 강체의 특정 지점에 힘을 가하면 물체... blog.naver.com ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223288975409 [물리학-고전역학] 44. 회전운동에너지와 관성모멘트 | Rotational Kinetic Energy and Moment of Inertia [고전역학_42. 회전운동식과..

유체연속방정식 Equation of Continuity for Fluids 단면적이 서로 다른 관에서 유체 흐름이 갖는 중요한 특징 중 하나는 유체연속방정식(equation of continuity for fluids)을 만족한다는 점이다. 유체연속방정식이란, 유체가 흐르는 관을 따라 흐른 유체의 질량은 [그림 1]의 지점 1과 지점 2에서 모두 동일함을 의미하는 식이다. 지점 1에서 존재하는 유체의 양에 따른 질량 구간은 [그림 2]의 x_1으로 나타난다. 마찬가지로 지점 2에서 존재하는 유체의 질량 구간은 x_2로 나타난다. 유체의 질량은 m = ρV인데, 이때 부피는 (단면적)×(높이)이므로, A(단면적) × x(질량 구간)와 같다. 유체의 질량은 원통 실린더 모양을 하고 있다. ​​ 또한 유체의 ..

혈류: 혈관 내에서 혈액의 이동 혈류역학(hemodynamics): 혈압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 혈류가 발생하는 물리학적 원리를 집중적으로 연구하는 세부 학문 혈류역학을 통해 혈액 순환의 흐름에 대해 고찰하고, 이를 물리적으로 조절할 수 있는 방법을 연구함 ​ 순환계 시스템 Circulatory System 인간의 순환계(circulatory system)는 인체 외부의 물질(영양) 공급, 제거 및 세포 간의 물질 교환 등을 위한 핵심적인 인체 시스템[그림 1]이다. 물질 공급: 영양소 및 산소의 공급 물질 제거: 신체의 대사산물(이산화탄소, 기타 배설물) 제거 물질 교환: 세포와 세포 간에는 물질의 직접적 이동이 불가능하다. 대신 순환계 시스템을 활용하여 세포들 간의 물질 교환이 이루어 진다. ​ ..

독일의 철학자 임마누엘 칸트(Immanuel Kant, 1724-1804)는 근대철학사에 빼놓을 수 없는 거목으로 그의 철학기반은 대학 생활 동안 만난 독일의 철학자 마르틴 크누첸(Martin Knutzen, 1713-1751)이 빌려준 뉴턴의 『자연철학의 수학적 원리(이하 프린키피아)』에서 출발한다. 칸트는 논리적이고 철학적인 성찰 및 수학적 증명을 중요하게 생각했으며, 이와 가장 부합한 책으로 뉴턴의 프린키피아를 일생동안 꼽았다. ​ 당시 자연철학은 이름 그대로 '자연적인 문제'를 다루는 학문이었고, 뉴턴을 필두로 한 물리학이 주된 관심사였다. 자연을 이해하는 새로운 패러다임으로 등장한 과학혁명(scientific revolution)의 여파는 당대 지식인들로 하여금 (1)형이상학의 무용론과 (2)자..

[고전역학_42. 회전운동식과 병진운동식]에서 등가속도 운동식과 등각가속도 운동식의 대응 물리량을 아래와 같이 정리하였다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223287162007 [물리학-고전역학] 42. 회전 운동식과 병진 운동식 | The Relationship between Rotational Motion and Transitional [고전역학_22. 물체의 운동]에서 배운 것과 같이 속도의 변화량이 일정한 운동을 등가속도 운동이라 하듯, ... blog.naver.com 위치 x ↔ 각도 θ 속도 v ↔ 각가속도 ω 가속도 a ↔ 각가속도 α ​ 지금부터는 [고전역학_08. 뉴턴의 운동법칙]의 내용을 강체의 회전운동 분석에 확장해보자. ​ 직선 또는 평면에서 물체..

토크(돌림힘, 회전력) Torque 토크(돌림힘, 회전력, torque): 회전축이 있는 강체의 특정 지점에 힘을 가하면 물체는 회전축에 대해 회전운동을 하려하는 데 이때 회전에 대해 '토크가 걸리다'라고 표현한다. 토크가 걸릴 때, 힘의 작용선 상에 있지 않은 어떤 평면 상의 한 점에서 회전력을 유발하는 효과를 보인다. 돌림힘은 토크와 같이 자주 쓰이는 용어로 어떤 축에 대해 물체를 회전시키고자 하는 힘 그 자체를 나타낸다. 토크는 벡터량이다. 토크를 기술할 때, [그림 1]과 같이 돌림힘이 작용하는 지점과 회전축, 그리고 힘의 작용선(line of action)과 수직을 이루는 거리 d인 모멘트 팔(moment arm)[그림 2]을 정의할 수 있다. ​ 토크 크기 | Magnitude of Torqu..