설군의연구소

안녕하세요, 설군입니다. 물리 2 1단원의 마지막인 열에너지 단원입니다. [[[열은 무엇인가?]]] 열은 에너지입니다. 물체의 온도를 변화시키거나 상태를 변화시킵니다. 온도는 에너지가 아닙니다. 물체가 얼마나 차갑고 뜨겁냐를 나타낸 숫자인것이죠 [[[열평형이 무엇인가?]]] 30도씨인 물체와 50도씨인 물체가 있을경우 50도씨가 더 뜨거운 물체입니다. 두 물체를 붙여놓으면 열평형이 일어납니다. 열평형이 일어날때, 열은 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 이동합니다. 즉 뜨거운 물체의 에너지가 차가운 물체의 에너지로 이동하는것이죠 시간이 지나면 두 물체의 온도는 같아집니다. 차가운 물체와 뜨거운 물체를 붙여놓았을 때 차가운 물체의 열이 뜨거운 물체로 이동해서 차가운 물체는 더더욱 차가워지고 뜨거운 물체는 더더욱..

안녕하세요, 설군입니다. 용수철에 물체를 매달고 당겼을 때의 운동 줄에 물체를 매달고 흔들어 놓았을때의 운동 이런걸 단진동이라고 하죠. 주기운동입니다. 주기적으로 왕복하는 운동이죠. gif 파일을 보면서 이해해봅시다. 이것은 용수철 진자의 운동이죠. 바닥과의 마찰은 무시한다면 위와같이 운동합니다. 특히나 \(x\)는 검정색 화살표, \(v\)는 초록색 화살표, \(a\)는 갈색 화살표로 나타냈는데 \(x\)는 변위의 방향(변위 벡터)이고, \(v\)는 속도 벡터, \(a\)의 경우 가속도 벡터입니다. 가속도의 경우 힘의 방향과 일치합니다. 위와같은 것도 용수철 진자입니다. 이건 아래로 길게 늘어드려놓은 채로 운동한다는 차이점이 있죠. 맨 왼쪽의 것은 용수철에 아무것도 달지 않았을때의 길이입니다. 가운데는..

안녕하세요, 설군입니다. 앞서 운동량 보존 법칙에서 '계'라는 용어를 설명했습니다. 문제를 풀 때 우리가 주목하는 물체를 묶어 계라고 합니다. 계 중에서 좌표계라는게 있는데. 그냥 실험실이라고 생각해도 무관합니다. 가속 좌표계는 실험하고있는 그 상자가 가속운동하고 있는걸 말하고 관성 좌표계는 실험하고 있는 그 상자가 등속운동(또는 정지)하고있는걸 말합니다. 이를테면 버스가 가속운동하고있을 때 버스 밖에 있는 사람이 버스를 관찰하고있다면 관찰자는 정지해있으므로 관성 좌표계에서 버스를 바라보는것이고 버스 안에 있는 사람이 버스 안에 있는 물건을 관찰하고있다면, 관찰자가 버스와 함께 가속운동하고있으므로 관찰자는 버스가 속한 가속 좌표계에서 관찰하고있는 것이죠. 관성의 법칙(알짜힘이 0이면 정지해있거나 등속운동..

안녕하세요, 설군입니다. 운동량 보존 법칙에 대해서 다룰것입니다. 일차원에서 운동량 보존 법칙 예제를 풀어보며 이해하고, 평면 상에서 x축 따로 y축 따로 운동량 보존 법칙을 적용하는 것을 다뤄볼것입니다. 운동량은 질량 m을 가진 어떤 물체가 속도 v(벡터)로 운동할때 그 물체는 운동량을 가졌다고 표현하며, 그 물체가 가진 운동량의 크기를 위의 식과 같이 표현합니다. 충격량은 물체에 t라는 시간동안 F라는 힘을 가했을 때, '물체가 받은 충격량은 몇이다' 이런 식으로 표현하며 그 물체가 힘을 받는 시간과 그 힘벡터의 곱으로 나타냅니다. 여기서 중요한 건 충격량 = 운동량의 변화량 이라는 것. 예제를 봅시다. 어떤 3 kg짜리 물체가 4 m/s로 오른쪽으로 달리고 있습니다. 이때 오른쪽 방향의 3 N의 힘..

안녕하세요, 설군입니다. 저는 교육자도 아니고 고등학생도 아니지만 물리학 교육에 관심이 있는 한 사람이라 그런지 이번에 바뀌는. 즉 2018년에 입학하는 학생들이 공부하는 물리학 1, 물리학 2는 이전과는 약간 다릅니다. 그게 관심이 가네요. 먼저 명칭이 바뀝니다. 수학, 화학, 생명과학, 지구과학 다 '학'으로 끝나니까. 물리만 미안하니까 물리학으로 개명이 되었습니다. (법과 정치도 정치와 법으로 바뀐다는 소문이......) 또한 물리학 1, 물리학 2의 단원 수가 기존에 4개였는데 3개가 됩니다. 이하 자료들은 국가교육과정정보센터 에서 가져온 자료입니다. 바뀐 내용입니다. 이번 개정 교육과정의 중심은 '문이과 통합'입니다. 문과도 과학을 배우고, 이과도 사회를 배우는거죠. 과학은 특이한 거 없이 4개..

안녕하세요, 설군입니다. 등속 원운동은 일정한 '속력'으로 원 궤도를 운동하는것입니다. 무한히 원 궤도를 운동한다고 생각해봅시다. 주기적인 운동이라는 걸 알 수 있습니다. 일정한 주기를 가지고 원을 한 바퀴, 두 바퀴... 이렇게 도니까요. 원을 한 바퀴 도는 데 걸린 시간을 주기라고 합니다. 다른 말로는, 제자리로 돌아오는 데 까지 걸린 시간입니다. 이 때 속력은 과연 어떻게 될까요? 원의 반지름을 \(R\) 이라고 하면, \( \text{(속력)} = \frac{\text{(이동거리)}}{\text{(시간)}} \) 이므로 이동거리는 원의 둘레니까 \( 2 \pi R \)이고, 그것을 시간인 \(T\)로 나누어주면됩니다. 즉, 반지름이 \(R\)이고, 주기가 \(T\)인 등속 원운동에서의 속력은 \(..

안녕하세요, 설군입니다. 물리 2에 대해서도 글을 써 봅시다. 가장 먼저 나온는 건 벡터, 스칼라, 그리고 벡터 분해에 대한 개념인데 이미 블로그에 올려놓았으므로 참고해보세요. 문제를 푸는 법을 익히는것을 목적으로 글을 쓰고자 합니다. 중요 개념을 짚고 넘어갑시다. 포물선 운동, 등속 원운동, 등가속도 운동(벡터 분해를 통한)등을 역학 단원에서 짚을것이고 전자기 단원에서도 짚어야할 게 있는데 이미 전기장과 자기장에 대해서 글을 쓴 것이 있으므로 참고해보시고요. 3, 4단원은 보통 고등학교 내신으로는 잘 안들어갈것인데 모의고사를 준비한다면 역시 준비해야겠죠 기하광학, 도플러 효과 그리고 4단원의 양자 역학 단원을 공부해야겠네요. 포물선 운동은 지구상에서 아주 대표적인 운동입니다. 등가속도 운동이라고 할 수..

안녕하세요, 설군입니다. 모의고사 문제 중 하나입니다. 지식iN에서 제가 답변한 것 중 괜찮은 문제들만 가져와서 블로그에 옮깁니다. 압력은 힘을 단면적으로 나눈것입니다. 따라서 추에 의한 압력은 \( \frac{mg}{S} \) 입니다. 이를 이용해서 베르누이 방정식을 풀면 됩니다. 아래와 같이 풀어보세요. 먼저 Q점에서 유체의 속도를 연속 방정식을 통해 구합니다. \(P_p\)와 \(P_q\)는 각각 P점과 Q점의 압력인데, P점의 압력은 액체에 의한 압력과 추가누르는것에 의한 압력이 있습니다. 이것을 좌변의 액체\(+ \frac{mg}{S} \)로 표현했습니다. 여기서 액체에 의한 압력은 각각 유리관 A와 유리관 B에 차있는 액체에 의한 압력이라고 보면 될것같아요. 이 부분이 사실 설명하기가 애매하고..

안녕하세요, 설군입니다. 재미있는 문제입니다. 길이가 5L이고 무게가 w인 시소가 있습니다. 이 시소는 균일한 밀도의 시소입니다. 즉 무게중심은 정 중앙 지점이라는것이죠. 2L지점에 받침대를 놓고, 시소의 왼쪽 끝에 그림과같이 질량이 500 N인 물체를 올려놓았습니다. 이때 평형 상태라고 한다면 시소의 무게는 다음과 같이 구할 수 있습니다. 반시계방향으로 기울어지는 돌림힘은 1000L 이고, 시계방향으로 기울어지는 돌림힘은 0.5wL 이므로 두 돌림힘이 같다. 즉 회전상의 평형이라고 놓고 식을 세우면 w=2000 N이라고 구할 수 있습니다. 시소가 길이가 5L이므로 5덩이로 나눈다면, 한덩이의 무게는 400 N인걸 알 수 있습니다. 그렇다면, 원래의 상황에서 시소의 길이를 4L만 남겨둔 채, 나머지 한덩..

안녕하세요, 설군입니다. 물리 1 의 마지막 단원에 유체역학이 나옵니다. 물리 1 모의고사나 수능에서는 문제지의 마지막 면에 나오는 유형이기도 하죠 수능특강의 문제를 가져왔습니다. 간단한 유형의 베르누이 법칙 문제입니다. 베르누이 법칙은 어떤 한 지점에서 적용하는 마치 '역학적 에너지 보존 법칙'같은거라고 생각하시면 되는데요. 맨 밑바닥을 0이라고 기준을 잡아놓고 A점에 대해 압력, 속력, 높이에 관해서 식을 세우면 A점에서부터 흐름선을 따라가서 B점에 도달했을때에 그 유체에게도 똑같이 식을 적용했을 때 두 값이 같다고 놓는것입니다. 또한 유체에서의 연속방정식은 '양 보존'이라는 개념인데요 물이 한번 밀려났으면, 그것과 똑같은 부피의 물이 다른곳에서도 밀려난다는것입니다. 즉 물이 밀려난 부피는 여기서도 ..