설군의연구소

안녕하세요, 설군입니다. 이번엔 전기장입니다. * 전기장 전하 주위에 다른 전하를 놓으면 전기력이 작용하는데. 이처럼 전하에 전기력이 작용하는 공간을 전기장이라고 한다. * 전기장의 세기 어떤 지점에서 전기장의 세기를 알고 싶으면, 그 지점에 +1 C의 전하를 놓고 그 전하가 받는 전기력을 계산해주면 된다. 방향도 그렇다. 따라서 어떤 Q라는 전하로부터 d만큼 떨어진 지점에서의 Q전하에 의한 전기장의 세기를 알고 싶으면 이와 같이 나온다. 간단한 문제를 한 번 풀어봅시다. 사실 쿨롱의 법칙을 이용해 전기력을 구하는거랑 다를 게 없어요. 단지 +1 C의 전하가 받는 힘을 구해준다는 것이지... 역시 똑같습니다. 전기장의 세기를 알고 싶으니까. P점에 +1 C의 전하를 올려놓고, 그 전하가 받는 힘을 보면 ..

안녕하세요, 설군입니다. 지식 IN을 하면, 고등학생분들의 많은 질문을 볼 수 있는데 대부분 시험 범위에 관련된 질문이고 결국... 지식 IN을 하면서 중, 고등학생들 시험범위가 눈에 들어오더라고요. 4-5월달에는 역학 부분 질문이 많았다면 지금 시기에는 전자기장 단원의 질문이 많더라고요. 간단하게 개념과 문제풀이방법을 블로그에 적어보려고 합니다. 기본적인 용어 개념은 수능특강을 빌리겠습니다. * 전하(charge) (+)전하 - 양전하 (-)전하 - 음전하 전하는 양전하와 음전하가 있다. 양전하는 양전하를 밀어내고, 음전하는 음전하를 밀어내고 양전하와 음전하는 서로 끌어당긴다. 이 때의 힘의 크기를 계산하는 방법도 있다. *쿨롱의 법칙 전기력은, 두 전하가 어느 거리를 두고 떨어져 있을 때 서로에게 작..

안녕하세요, 설군입니다. 아주 실수 많이하는 것. 그리고 문제로도 학생들을 낚시하기 쉬운 개념. 어떤 물체가 운동할 때, 그 운동하는 방향은 힘의 방향과 항상 같진 않다. 단지 속도의 방향일 뿐. 힘의 방향은 가속도의 방향(과 같은 것)이지 속도의 방향이 아니다. 하지만 힘의 방향과 운동의 방향이 같은 경우도 있지요. 동쪽으로 달리던 자동차를 헐크가 서쪽에서 동쪽으로 계속 밀 때. 이 때는 힘의 방향과 자동차의 운동 방향이 같지요. 그런데 같은 직선 도로에서도 동쪽으로 달리전 자동차를 헐크가 동쪽에서 서쪽으로 민다면. 자동차는 동쪽으로 점점 느리게 가는것이고. 힘은 서쪽으로 가해지는것이므로 힘의 방향과 자동차의 운동 방향은 정 반대이지요. 단순한 직선 운동에서는 쉽게 생각할 수 있지만. 곡선 운동에서도 ..

안녕하세요, 설군입니다. 아주 자주 출제되는 문제 유형입니다. ㄷ자 도선에 막대 도선 하나가 놓여 있고, 막대 도선을 끌어당깁니다. (보통은 일정한 속력 v로.) 그리고 그 도선을 통과하는 자기장이 있으며, 문제 보기로는 유도 전류의 방향을 주로 묻습니다. 아니면 유도 전류의 세기라던가요. 이 경우 유도 전류의 방향은 반시계방향으로, a->b->c->d로 흐릅니다. 그 이유는 간단합니다. 렌츠의 법칙이라고 생각하시면 되는데요. 직선 도선을 오른쪽으로 끌게 되면, ㄷ자 도선과 직선 도선이 이루는 ㅁ모양의 도선(abcd)를 통과하는 자기선속이 증가합니다. 자기선속이 증가하는 것을 싫어한다는 것이 렌츠의 법칙인데요. 자기선속이 증가하는 것을 막기 위해서 오른 손 엄지 손가락이 출동합니다. 오른 손 엄지 손가락..

안녕하세요, 설군입니다. 왼손은 들지 않아도 됩니다. 누가 만든 법칙인지는 모르겠는데 왜 귀찮게 왼손까지 만들었는지. 힘, 자기장, 전류에 관해서 왼손법칙이 있긴 한데(흔히 FBI 라고 하지요). 그것은 오른손으로도 충분히 가능합니다. 저는 이것을 오른 손바닥 법칙이라고 말하고요. 결론적으로. 물리학. 적어도 물리 1, 물리 2에서 왼손은 거들떠보지도 않아도 된다는거죠. 오른 나사 법칙과 오른 손바닥 법칙만 있으면 되니까. 다음은 오른 나사 법칙입니다. 직선 도선에 전류가 흐를 때 자기장의 방향을 찾는 방법입니다. 전류가 흐르는 방향을 오른쪽 엄지손가락으로 향하고 도선을 자연스럽게 휘감으면 나타는 네 손가락의 방향이 바로 자기장의 방향입니다. 저는 문제푸는 손이 오른손이라서 오른 손으로 문제를 풀다가 오..

안녕하세요, 설군입니다. 처음엔 못 풀었는데, 다시 풀어보니 감이 잡히더라고요. ... 교육과정에 따른 풀이는 아니지만, '질량 중심'으로 푸는것이 수월합니다. 학교 갔다가 버스타고 집에 오는 길에... 풀었네요. 어쨌든... 제 풀이를 소개해드립니다. 질량 중심이란, 어떤 물체가 있을 때. 그 물체가 부피를 가지고 있을때. 또는 길이를 가지고 있을 때. 그 물체는 여러 입자들이 모여서 형성된것이잖아요? 그렇다면, 그 입자들의 질량이 어떻게 분포해있는지를 계산해서, 물체 하나의 질량이 어느 한 점에 있다고 볼 수 있는데. 그 지점이 바로 질량 중심입니다. 진짜 설명을 개떡같이 했는데.... 그냥 무게 중심이라고 생각하면 됩니다. 물체의 어느 지점에 손가락을 올려야 똑바로 균형을 유지하는가 이것이지요. 다..

안녕하세요, 설군입니다. 수험생 여러분 모두 수고하셨습니다. 오랜만에 물리 1 문제를 풀어봤습니다. 1번부터 풀어봤는데 30분 안에 풀기엔 벅차더라고요. 역시 18, 19, 20번 문제가 힘들었고요. 그 와중에.. 재미있는 부력 문제가 있더라고요. (사실 풀어서 기뻤던 것 ㅋㅋ) (가)에서 물의 높이와 (나)에서 물의 높이가 다르고, 높이 변화를 알려준것이 특징입니다. 또한 물이 담긴 용기의 밑면적을 알려주었는데요. 주어진 높이와 밑면적을 이용해서 부력에 관련된 정보를 얻을 수 있습니다. 부력이란? 유체 속에 담긴 물체가, 위로 뜨는 힘을 받는것입니다. 그 부력의 크기는. 유체에 잠긴 만큼의 물체의 부피 × 유체의 밀도 × 중력 가속도 입니다. 그런데 이 크기는 정확하게도. 물체가 유체에 잠기면서 동시에..

안녕하세요, 설군입니다. 기본적인 물리적인 개념에 대하여 설명해보려고 합니다. 볼링공이 30 N의 힘을 가지고 굴러간다. 이 문장은 물리적으로 틀린 문장입니다. 물체는 힘을 가지고 굴러가는 것이 아닙니다. 물체는 힘을 가지고 있지 않습니다. 일반적으로 일상 생활에서, "철수가 큰 힘을 가지고 있어." 라는 문장은 말이 됩니다. 막강한 권력을 가지고 있거나, 잠재력이 있다는 뜻으로. 또는 실제로 팔 힘이나 다리 힘이 강하다는 뜻으로 충분히 사용 가능한 문장이지요. 하지만 물리적으로 생각해보면. 위의 문장은 틀린것입니다. 물체에게 힘을 가했을 때, 그 물체는 운동량과 운동에너지를 가지고 굴러간다고 말할 수 있습니다. 이를 테면, 1 kg짜리 볼링공에 10 N을 1초간 가했을 경우, 이 볼링공은 10 kg m..

안녕하세요, 설군입니다. 고등학생 시절 물리학을 공부하면서, 그래프 그릴 시간에 수식으로 문제 풀겠다고 생각했는데.그래프를 먼저 그리고 나서 시작해야, 수식을 적기도 편하고, 때로는 그래프 만으로도 문제를 쉽게 풀 수 있기도 합니다. 물리학에서 가장 처음 공부하는 물체의 위치, 속도, 가속도 단원에서 보면,$y$ 축 - $x$ 축이 위치-시간 또는 속도-시간 또는 가속도-시간 인 그래프가 자주 등장합니다. 이것들에 대해 다루어보겠습니다. * 등가속도 직선 운동먼저 등가속도 직선 운동이 무엇인지를 알아야 합니다.가속도가 일정한 직선 운동을 말합니다.가속도가 일정하다고 하는 것은, 가속도가 0이어도 등가속도 운동이라고 할 수도 있고 (등속 직선 운동이라고 합니다.)가속도가 물체의 속..

안녕하세요, 설군입니다. 물체가 어디에 놓여있더라도, 그 물체는 중력을 받습니다. 그런데 빗면에 있을 경우에는 중력을 분해하여 생각해야될 때가 있습니다. 빗면이 물체를 떠받치는 힘과, 지구가 물체를 당기는 힘을 더한 결과가 바로 물체가 빗면으로 가속하면서 내려오는 방향의 힘입니다. 위의 그림과 같이 각도가 $\theta$ 인 빗면에 질량이 $m$ 인 물체가 놓여 있는 상황에서, 물체가 받는 중력을 화살표로 표시하면 위와 같습니다. 그리고, 이 중력은, 어떤 직교 좌표계에서 두 개의 화살표의 합으로 분해할 수 있습니다. 문제를 풀때 가장 편한 건, 물체가 가속운동하는 방향으로 하나의 축을 잡고, 그리고 그것에 수직인 방향으로 나머지 축을 잡는 직교 좌표계를 설정하고 나서. 그리고 그 좌표계와 평행한 두 화..