힘과운동

감속 엔진이 없는 우주 비행선 a Spaceship without Deceleration Engine

감속 엔진이 없는 우주 비행선

로켓의 관성 우주 공간에서는 마찰이 없기 때문에 운동하던 로켓의 엔진을 정지시켰다고 해서 바로 정지하지 않습니다. 로켓의 엔진이 정지되면, 로켓은 관성의 법칙에 따라 계속 앞으로 진행합니다. 로켓을 정지시키기 위해서는 진행하는 앞 방향으로 무엇인가를 내보내면서 반작용력을 얻어야 합니다. 관성 정지해 있던 버스가…
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뉴턴의 진자 Newton's Cradle

뉴턴의 진자

뉴턴의 진자는 다섯개의 쇠구슬로 이루어져 있고, 구슬의 회전을 막기위해 각 구슬은 두개의 실에 매달려 있습니다. 원래 뉴턴의 진자는 뉴턴의 제3법칙을 보여주기 위해 만들어졌습니다. 한쪽에서 구슬을 충돌시키면 반대편을 거쳐 같은 충격이 다시 돌아옵니다. 움직이는 과정 하나의 볼을 멀리 당겨서 낙하시키면, 낙하된…
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힘의 합력 Addition of Force 2

힘의 합력 2

힘의 3요소 물체에 힘이 작용할 때 물체의 운동은 힘의 크기, 힘의 방향, 힘의 작용점에 따라서 달라지는데, 이것을 힘의 3요소라고 합니다. 따라서 힘을 표시할 때에는 힘의 크기, 힘의 방향, 힘의 작용점을 모두 나타내어야 합니다. 손가락으로 책상 위에 놓인 책을 밀어서 움직일…
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단진자의 주기 Period of Pendulum

단진자의 주기

위 시뮬레이션은 진폭에 따른 주기의 변화를 고려했습니다. 따라서, 진폭을 크게 할 수록 주기가 조금씩 길어집니다. 매달린 채로 중력에 의해 진동 운동을 하는 진자는 ‘단진자’와 ‘물리진자’로 분류할 수 있습니다. 단진자는 질량을 무시할 수 있는 끈에 매달린 작은 물체와 같이 물체의 각운동을…
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공진 Resonance

공진

공진 공진 또는 공명(Resonance) 현상은 특정 진동수에서 진폭이 증가하는 현상을 말합니다. 공진 현상은 우리 주변에서 쉽게 관찰할 수 있습니다. 1. 그네 그네를 밀어줄 때 그네의 흔들리는 주기에 맞춰서 잘 밀어주면 그네는 잘 흔들립니다. 반면, 그네의 움직임과 관계없이 마구 흔드는 경우…
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톱니바퀴 Gear

톱니바퀴

톱니바퀴 여러 축에 회전력이나 동력을 전달하기 위한 톱니바퀴 모양의 기계장치입니다. 일반적인 기어는 한 번씩 물릴때마다 회전방향이 반대가 됩니다. 기어의 반지름 비율을 조절하면 회전 각속도와 토크를 조절할 수 있습니다. 작은 기어에서 큰 기어로 동력이 전달되는 경우 각속도가 느려지지만 토크(돌림힘)가 커지고, 큰…
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스프링 진자 Spring Pendulum

스프링 진자

마찰에 의한 진폭 감소 효과는 무시하였습니다. 단순 조화 진동 일상생활에서 같은 운동이 되풀이되는 진동 현상을 많이 볼 수 있습니다. 아래의 예와 같이, 흔들리는 물체나 매단 물체들은 이러한 진동 운동을 하고 있습니다. 시계 진자 용수철에 매단 물체 그네 현악기의 현(줄) 내연기관의…
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빗면에서의 힘 Force on Inclined Plane

빗면에서의 힘

빗면에서 힘의 분해 빗면 위 수레에 외력이 가해지지 않는다면, 물체에 가해지는 힘의 근원은 오직 ‘중력’ 밖에 없습니다. 이 중력은 빗면의 기울기에 따라 두 힘으로 분해해 볼 수 있습니다. 힘의 분해과정은 벡터의 합성 과정의 역순으로 하면 됩니다. 빗면에서의 힘을 분해할 때는…
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중력 열차 Gravity Train

중력 열차

이 시뮬레이션과 같이 지구에 구멍을 뚫고 물건을 던져 넣으면 지구 반대편으로 보낼 수 있습니다. 이 시뮬레이션은 마찰의 효과를 무시한 경우입니다. 지구는 자전하지 않고 균질한 고체 구라고 가정합니다. 이 시뮬레이션은 사고 실험일 뿐입니다. 현재 기술로 지구에 구멍을 뚫을 수는 없습니다. Newton의…
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관성 모멘트 Moment of Inertia

관성 모멘트

굴러가는 물체를 터치하여 크기와 모양을 변경할 수 있습니다. 왜 굴러가는 물체는 미끄러져 내려가는 물체보다 느리게 내려갈까요? 결론적으로 얘기하면, 물체를 회전시키는데 에너지의 일부를 낭비했기 때문입니다. 그에 반해 회전없이 미끄러지는 물체는 주어진 위치에너지를 100% 병진 운동에너지로 바꿀 수 있습니다. 마찰이 없다고 가정하면,…
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어린왕자의 트램폴린 Little Prince's Trampoline

어린왕자의 트램폴린

세상의 모든 힘은 ‘쌍’으로 작용합니다. 오징어와 같이 지느러미가 발달하지 않은 물고기들은 어떻게 방향을 바꾸어 나아갈 수 있을까요? 실제로 오징어가 어떻게 나아가는지를 본 적이 있는 사람들은, 오징어를 통해 로켓을 생각할 수도 있습니다. 오징어는 몸 속에 물을 가지고 있다가, 이 물을 밖으로…
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3체 문제 3 Body Problem

3체 문제

* 소수점 연산의 한계로 인해 시간이 지날수록 오차가 확장될 수 있습니다. * 컴퓨터가 다룰 수 있는 수의 한계를 벗어난 경우,(지나치게 크거나 작은 수) 임의로 정지될 수 있습니다. 이(2)체 문제 고전역학에서, 이체 문제(二體問題, two-body problem)는 두 물체의 질량과 현재 속력, 운동방향을…
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