힘과운동

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

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

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

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

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

* 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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힘의 합력

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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충돌

질량이 서로 다른 두 공의 충돌 1. 무거운 공을 향해 가벼운 공을 던지면 어떻게 될까요? 마치 커다란 지구 표면에 농구공을 튕기는 것 처럼, 가벼운 공은 튀어 나옵니다. 이것은 이해하기 쉽습니다. 2. 가벼운 공을 향해 무거운 공이 돌진하는 경우 이 경우는…
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비스듬히 던져 올린 물체의 운동

비스듬히 던져진 물체의 운동 비스듬히 던져진 물체는 특정한 곡선을 그리며 떨어집니다. 흔히 포물선운동을 한다고 이야기합니다. 이 운동은 일직선이 아닌 2차원 평면상의 운동입니다. 이 운동을 이해하기 위해서는 수평 방향(x축 방향)의 운동과 수직 방향(y축 방향)의 두 운동으로 나누어서 생각해야 합니다. 공기와의 마찰이…
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여러 행성의 중력 차이

중력을 수학적으로 설명한 뉴턴 모든 물체는 주변에 중력장이 있어서 주변의 물체들을 끌어 당기고 있습니다. 이 중력장의 크기는 물체의 질량과 비례합니다. 중력의 개념은 영국의 뉴턴이 처음으로 제안한 것입니다. 전염병이 돌아 학교가 휴교를 하자, 뉴턴은 영국의 고향으로 돌아와 사과나무 밑에서 중력의 법칙을…
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등가속 운동

속력이 변하는 운동 크기와 방향이 일정한 힘이 물체에 작용하면, 물체는 일정한 비율로 속력이 변하는 운동을 합니다. 이러한 운동은 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어 중력에 의해 경사면을 따라 내려오는 스키 선수의 속력은 점점 빨라집니다. 그러나 달리던 자동차가 브레이크를…
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엘리베이터의 관성력

엘리베이터와 관성력 엘리베이터는 관성력을 느끼기 좋은 공간입니다. 엘리베이터를 타고 아래층에서 위로 올라가려고 하는 경우를 생각해 봅시다. 위로 올라가는 버튼을 누르면 갑자기 몸이 무거워짐을 느낍니다. 엘리베이터가 위쪽 방향으로 가속되지만 내 몸은 관성에 의해 정지해 있으려고 합니다. 따라서 엘리베이터 바닥은 내 발바닥에…
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