제이의 집

속력과 속도는 물체의 빠르기를 말할 때 쓰이지만 둘은 다른 개념이다. 속력과 속도에 대해 하나하나 알아가 보자. 1.속력 속력이란 단위 시간 동안에 물체가 이동한 거리를 뜻한다. 여기서 거리란 출발점에서 도착점까지의 경로(이동경로)를 의미한다. 물체가 시간 t(초) 동안에 이동한 거리가 s(m) 일 때 물체의 속력 v는 이렇게 정의된다. 속력은 방향이 없는 크기만을 나타내는 값이다. 이것이 속도랑의 차이점이다. 자동차를 타고 부산에서 서울까지 가는 경우, 속력은 시시각각으로 변할 것이다. 그렇게 때문에 물체의 속력은 평균 속력과 순간 속력으로 구분하게 된다. 대부분 물체의 속력을 구하는 경우 평균 속력을 구하게 된다. 1) 평균 속력 정의를 내리자면 평균 속력은 빠르기가 변하는 운동에서의 평균적인 속력이..

비가 오는 날엔 자동차를 운전하는데 주의를 기울여야 한다는 이야기는 많이 들어봤을 것이다. 실제로 빗길에서 교통사고는 자주 일어나는 편이다. 교통사고가 일어나는 이유에는 여러 가지가 있겠지만 비가 오는 날에서의 교통사고의 주된 이유는 차가 빗길에서 미끄러지기 때문이다. 미끄러지는 이유는 간단하다. 빗물에 의해 바닥이 미끄러워지기 때문이다. 미끄러지는 과학적인 이유는 마찰력의 크기가 작아지기 때문이다. 1. 마찰력이란? 두 물체가 접촉하여 운동할 때 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라고 한다. 항상 물질을 움직이게 만드는 힘과 반대 방향이며, 물질이 움직이는 평면과 평행한 방향으로 작용한다. 쉽게 이야기해서 우리가 5톤 트럭을 뒤에서 밀면 아무리 온 힘을 다하더라도 트럭은 우리를 비웃듯 움직이지 않을 것이다...

공기의 중요성은 모르는 사람이 없을 것이다. 사람이 호흡하는데 없어서는 안 되는 것이다. 정확하게 말하면 공기 중의 산소를 통해서 호흡을 하는 것이지만. 공기에 대해 한번 자세하게 알아보자. 공기란? 지구를 둘러싸고 있는 대기의 하층을 구성하는 무색 투명한 기체이다. 지구와 역사를 함께 만들어진 것으로 누구나 다 알고 있겠지만 지구 상 생물이 살아가는데 반드시 필요한 역할을 한다. 공기가 없다면 탄소동화작용, 질소 고정 작용, 호흡이 이루어지지 않아 생물이 살지 못한다. 그리고 소리가 간간에서 전파되지 않고, 물체의 연소도 불가능하며, 날씨라는 개념이 없어질 것이다. 공기를 이루는 성분 공기가 무색투명한 기체인 이유는 공기를 이루는 성분들 대부분이 색깔과 냄새가 없기 때문이다. 공기는 질소, 산소, 아르..

모든 충돌 현상에서는 운동량이 보존이 된다. 물론 외력이 작용하지 않을 때 보존된다. 이러한 충돌은 크게 3가지로 구분할 수 있다. 완전 탄성 충돌은 충돌 전후 운동 에너지가 보존된다. 에너지 손실이 일어나지 않는다는 것이다.(역학적 에너지 보존) 현실적으로 불가능한 충돌이다. 당장 책을 벽에 던져보자. 벽에 부딫히면서 소리가 날 것이다. 그렇다. 이미 소리에너지로 에너지가 빠져나간 것이다. 비탄성 충돌은 운동에너지가 보존되지 않는다.(역학적 에너지 보존 X) 우리가 겪는 대부분의 충돌은 여기에 해당된다. 우리가 살아가는 지구 위에서는 부딪혔는데 소리가 안나는 충돌은 있을 수 없다. 완전 비탄성 충돌은 충돌 후 한 덩어리가 되는 충돌이다. 지나가는 자동차에 아주 끈적한 물체를 던지면 그 물체가 자동차에 ..

전에 글에서 운동량과 충격량이 어떤 것인지를 알아보았다. 이번에는 충돌과 운동량의 변화량에 대해서 알아보자. 충격량 = 운동량의 변화량이라는 사실은 이전에 알아보았다. 상식적으로 생각을 해볼 때 스스로 잘 운동하고 있던 물체의 운동량이 변화하려면 어떠한 현상을 겪어야 할까? 달리기를 하고 있는 우리가 돌에 걸려 넘어진다던지 하면 운동량은 변화할 것이다. 발이 돌과 '충돌' 하였기 때문이다. 그렇다. 물체가 어떠한 충돌을 겪는다면 운동량은 변화한다. 1. 충돌 충돌이란 무엇일까? 굳이 말을 하지 않아도 머릿속으로는 이해를 할 것이지만 글로서 정의해보면 여러 물체가 비교적 짧은 시간 동안 서로 상호작용하여 나타나는 현상을 말한다. 현상에 대한 예는 수도 없이 많다. 아까 말한 것처럼 발에 돌리 걸려 넘어지는..

같은 길에서 볼링공과 축구공이 같은 속도로 굴러가고 있을 때 축구공을 멈추게 하는 것보다 질량이 큰 볼링공을 멈추게 하는 것이 더 힘들다. 그리고 축구에서 골키퍼가 골을 막을 경우 빠르게 날아오는 공을 손으로 막는 것이 느리게 날아오는 공을 손으로 막는 것보다 받는 충격이 더 크다. 이와 같이 운동하고 있는 물체의 질량이 크거나 속도가 빠를수록 운동 상태의 정도가 큰 것을 알 수 있다. 쉽게 말하면 운동량은 운동 방향으로 계속 운동하려는 성질의 물리량이다. 질량 m인 물체가 속도 v로 운동하고 있을 때 운동량 p는 다음과 같이 표현한다. 질량 m에 속도 v를 곱한 것이 바로 운동량 p이다. 속도는 방향을 갖고 있는 벡터량이기 때문에 운동량 또한 벡터량이고 방향은 속도의 방향과 같다. 운동량은 물체의 속도..

살아가면서 하는 모든 측정에는 약간의 불확실성이 포함되어 있다. 즉 어떠한 양을 결코 정확하게 측정할 수 없다는 뜻이다. 왜냐하면 측정을 하는 기기는 제한된 규격을 가지고 있고, 측정자인 우리의 감각과 솜씨도 불완전한 것이기 때문이다. 모든 측정에서 생각해야 할 점은 우리가 얼마까지의 불확실성을 기꺼이 받아들일 것인가라는 점, 다시 말하면 어디까지를 신뢰를 할 수 있느냐다. 이를 위하여 사람들은 '유효 숫자'라는 개념을 사용한다. 유효 숫자란 무엇인가? 유효 숫자는 측정값이나 계산값에서 오차를 고려해도 신뢰할 수 있는 숫자를 말한다. 즉, 수의 정확도에 영향을 줄 수 있는 뜻있는 숫자를 유효 숫자라고 한다. 어렵고 복잡한 소리 집어치우고 예를 들자. 2.3이라는 숫자는 유효숫자가 2개, 23.35라는 숫..

2019/05/09 - [과학이야기/기체의 상태방정식] - 기체상수 R 구하기 기체상수 R 구하기 화학이든 열역학이든 공부하다 보면 이상기체 방정식은 질리도록 볼 것이다. 그리고 항상 기체상수 R이라는 것이 따라올 것이다. 수치는 정해져 있다. 이 수치는 왜 나온 걸까? 이상기체 상태 방정식 PV=nRT에서 R.. houseofj.tistory.com 일전에 기체상수 R을 구하는 법에 대해 글을 썼었다. 다시한번 기체상수 R를 정리해보면 값의 유도과정은 단위변환까지 포함하여 본문의 상단글에 게시해 놓았으니 참고하길 바란다. 사실 공부 할 때 가장 많이 쓰이는 것은 저 2개의 값이다. 하지만 공부하면서 저것만 쓰라는 법은 없다. 물론 많은 단위들을 이용해서 자기 입맛에 맞게 기상천외하게 기체상수 R 값을 ..

화학이든 열역학이든 공부하다 보면 이상기체 방정식은 질리도록 볼 것이다. 그리고 항상 기체상수 R이라는 것이 따라올 것이다. 수치는 정해져 있다. 이 수치는 왜 나온 걸까? 이상기체 상태 방정식 PV=nRT에서 R값이 어떻게 구해지는지를 알아보자. 이상기체 방정식에서 V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온, 등압에서 항상 일정한 값을 가진다. 아보가드로 법칙이란 같은 온도와 압력 하에서 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 분자가 있다는 것을 말한다. 그래서 과학자들은 이상기체가 T : 0℃, P : 1 atm의 조건에서 부피는 22.4ℓ가 된다라고 정확한 수치로 표현했다. 여기서 기체의 몰수를 1㏖로 정의하고 이상기체 방정식을 R로 정리해보자. 여기에서 T : 0℃, P : 1 atm, V : 22.4ℓ..

물체의 운동 상태를 변화시켜 주거나 물체의 모양을 변형시켜 주는 원인이 되는 것을 힘이라고 한다. 이러한 힘의 작용을 알기 위해서는 힘의 크기, 방향, 작용점을 알아야 하며, 이 3가지를 힘의 3요소라고 한다. 그럼 힘의 3요소에 대해 알아보겠다. 예를 하나 들어보자. 다음과 같이 축구공을 차기 직전의 상황을 가정해보자. 이 축구공을 같은 힘과 같은 방향으로 차더라도 어디를 차느냐에 따라서 축구공이 가는 방향이 달라진다. 가운데를 차면 가운데로 갈 것이고 옆부분을 찬다면 공이 회전해서 다른 방향으로 갈 것이다. 공의 가운데와 공의 옆부분. 그렇다 이것들이 작용점이 되는 것이다. 공을 차는 부위. 그것이 힘의 작용점이다. 참고로 힘의 작용점을 지나 힘의 방향으로 연장시킨 직선을 작용선이라고 한다. 변형되지..