제이의 집

만유인력이란 두 물체가 서로 끌어당기는 힘을 말한다. 이 세상의 모든 물체는 서로를 끌어당기고 있다. 하지만 살면서 물체가 나를 끌어당긴다는 느낌은 들지 않았을 것이다. 지금 이 글을 보고 있는 독자들도 그렇게 느낄 것이다. 왜냐면 뉴턴의 제3법칙에 의하여 물체가 나를 끌어당기는 만큼 반작용으로 나도 물체를 끌어당기기 때문이다. 또한 자신을 기준으로 여러 가지 물체가 나를 끌어당겨 그 힘들이 평형을 이루기 때문이다. 만유인력의 크기는 두 물체의 질량의 곱에 비례하고 물체간의 거리의 제곱에 반비례한다. 이 관계와 식의 값을 보정하기 위한 중력상수 G를 포함하면 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 이 만유인력식을 통해서 중력을 구할 수 있다. 중력이란 지구와 물체 사이에 작용하는 만유인력을 의미한다. 만유..

원운동은 물체가 원둘레를 도는 운동을 의미한다. 원의 둘레를 따라 움직이지만 원운동에서 물체의 속도의 방향은 그 지점에서의 원의 접선 방향이다. 일반적으로 등속도 운동은 가속도가 생기지 않지만 등속 원운동의 경우는 다르다. 속도가 일정해도 방향의 변화가 생기기 때문에 그에 따른 가속도가 생긴다. 이 가속도를 구심가속도라고 하며 그 가속도에 의한 힘을 구심력이라고 한다. 구심력은 그 지점에서의 원의 접선방향과 수직이다. 다시 말해 구심력은 원의 중심을 향한다. 그리고 원운동에서는 구심력의 반대방향으로 느끼는 관성력도 존재하는데 이 관성력을 원심력이라고 한다. 원운동에서 접선 방향의 속도를 선속도(v)라고 하고 v=2πr/T로 표현할 수 있다. 원운동을 하면서 구심력의 방향은 계속 회전하게 된다. 그 단위시..

SI 단위에서 기본량 이외의 물리량은 모두 유도량이 된다. 어떠한 유도량이라도 기본량으로부터 유도된다. 유도량의 차원은 기본량의 차원을 곱하거나 나눠서 나타낼 수 있다. 공부하면서 가장 많이 쓰이는 중요한 유도량을 간략하게 살펴보자 1. 부피 부피의 차원은 [길이³] :[L³]이며 표준단위는 m³으로 표현한다. 1 m³=1kL=1000L=10^6 cm³=10^6mL 1ft = 0.3048m이니 1 m³ = (1/0.3048) ³ft³ = 35.3147 ³로 표현 가능하다. 물질의 부피는 그 물질의 압력과 온도 등에 따라서 달라진다. 조건에 따른 물질의 거동은 이상기체 상태 방정식으로 쉽게 확인할 수 있다. ※참고 : [기체의 상태 방정식]이상기체 상태방정식 2. 밀도 밀도는 물질 단위 부피당 질량을 나타..

지금은 가스보일러, 전기보일러 등으로 난방을 많이 하지만 1960~1970년대에는 난방용으로 연탄을 많이 사용했었다. 찾아보는 것이 힘들지만 현재도 연탄을 사용하는 곳들이 꽤 있다. 그런데 간혹 어른들이 해주시는 이야기나 뉴스 등을 보면 연탄으로 인해서 사람의 소중한 목숨을 잃는 사고가 있는 것을 알 수 있다. 정확하게 말하면 연탄을 태워서 나오는 연탄가스 중독에 의한 사망사고다. 도대체 이 연탄가스란 건 무엇일까? 연탄가스의 정체는 바로 일산화탄소(CO)다. 일산화탄소는 탄소의 불완전연소로 만들어지는 물질이며 냄새가 없고 색도 없고 맛도 없다. 그렇기 때문에 중독될 경우 초기에 알기 힘들다. 그래서 연탄을 피우고 자는 사이에 일산화탄소에 노출이 되어서 사망하는 사례가 아주 많다. 일산화탄소를 흡입하게 ..

축구선수가 공을 차면 땅볼로 가지 않는 이상 다양한 모양의 포물선을 그리며 공이 날아갈 것이다. 어떠한 힘으로 어떠한 작용을 받으며 날아가는 것일까? 이때 축구공의 움직임을 포물선 운동이라고 할 수 있다. 그럼 포물선 운동이란 뭘까? 정의하면 일정한 크기와 방향을 가지는 힘이 작용하는 공간에서 물체가 힘의 방향과 일정 각도를 이루어 던졌을 때 포물선을 그리는 운동이다. 포물선 운동을 하는 물체에는 수평방향과 수직방향 총 2가지의 속도가 작용한다. 수직방향은 중력가속도의 영향을 받아서 등가속도 운동을 한다. 수평방향은 등속도 운동을 한다. 따라서 수평방향의 속도는 변하지 않고, 수직방향은 속도가 변한다. 그리고 포물선 운동을 할 때 물체의 속도의 크기는 두 속도 성분의 벡터의 합이 된다. 그림으로 살펴보자..

이상기체 방정식을 알기 전에 먼저 이상기체가 무엇인지를 알아야 한다. 이상기체란 쉽게 말해서 현실에서 존재할 수 없는 이상적인 기체를 말한다. 이상적인 기체라고 부르기 위한 조건은 5가지가 있다. 1. 임의의 기체는 경로를 알 수 없는 많은 숫자의 동일한 분자들로 구성된다. 2. 분자들은 뉴턴의 운동법칙을 따른다. 3. 분자 자체만의 총부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. 다시 말하면 분자 자체의 부피는 무시한다. 4. 모든 분자의 운동은 무작위로 해야 한다. 각 분자들이 서로 다른 운동방향과 속력을 가지고 운동하는 것이다. 5. 분자들은 서로 상호작용하지 않으며, 분자와 분자, 혹은 분자와 용기 벽면의 충돌은 완전 탄성충돌이라 가정한다. (상호작용을 하지 않는다..

작용 반작용의 법칙은 일상생활에서 가장 많이 볼 수 있는 법칙 중 하나이다. 두 물체 사이에서 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 동시에 두 물체 사이에서 작용과 반작용이 일어난다. 이때 작용과 반작용은 크기가 같고, 방향이 반대이며, 동일 직성 상에서 작용한다. 쉽게 이야기하면 한 물체가 다른 물체에 힘을 작용하면 다른 물체도 힘을 작용한 물체에 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용한다. 이를 작용 반작용의 법칙이라고 한다. 식으로 표현하면 다음과 같다. (-) 부호는 반대 방향을 의미한다. 작용 반작용 법칙은 여러 가지 사항을 따른다. ①작용 반작용은 물체가 정지하고 있거나 운동하고 있는 경우에도 성립한다. ②작용 반작용은 반드시 두 물체 사이에 작용하므로 한 물체에 작용하는 두 힘의 평형과는 다르다..

1법칙 때도 말했지만 뉴턴은 오늘날 과학공부가 힘들어지게 만든 사람 중 한 명이다. 그중 가장 크게 공헌을 한 것은 아마도 2법칙이 아닐까 생각한다. 진지한 설명을 하자면 사람의 마음은 질량을 가지지 않기 때문에 중력 법칙의 따위는 적용되지 않는다. 이번에는 뉴턴의 제2법칙에 대해 알아보자. 뉴턴의 제 2법칙에서 말하는 것은 "외부에서 가해지는 힘은 물체의 운동 상태를 변화시킨다." 조금 쉽게 말해서 "어떤 질량의 물체에 힘 좀 주니까 가속도가 생겼다!" 이런 의미다. 그리고 이 법칙은 힘, 질량, 가속도간의 관계로 표현된다. 질량이 일정할 때 가속도의 크기는 힘의 크기에 비례하며(F ∝ a) 가속도가 일정할 때 질량의 크기는 힘의 크기에 비례하며(F ∝ m) 힘의 크기가 일정할 때 가속도의 크기는 질량..

역학에 있어서, 아니 과학에 있어서 절대 빼놓을 수 없는 사람이 있다. 바로 뉴턴이다. 뉴턴이라는 과학자에 대해서는 다음번에 자세하게 다뤄보도록 하겠다. 아무튼 우리가 과학공부가 빡쎄지는 것에 크게 공헌을 한 사람이다. 뉴턴의 3가지 법칙에 대해서는 많은 사람들이 들어봤을 거라고 생각한다. 그중 하나인 뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙에 대해 알아보자. 1. 관성? 관성이란 운동 상태의 변화에 대한 저항력이다. 쉽게 이야기하면 외부에서 힘이 가해지지 않는 한 물체는 자기의 상태를 그대로 유지하려고 하는 것을 말한다. 좀 더 쉽게 말하면 멈춰있는 물체는 계속 멈춰있으려고 하고 달리고 있던 물체는 계속 달리려고 하는 것. 그것이 바로 관성이다. 사람이 100m를 전력질주한다고 생각해보자. 딱 100m에서 멈추는..

단위계는 물리량을 나타내는 데 사용하는 단위들과 그 단위들 사이의 관계를 나타내는 규칙의 모임이다. 이글에서는 SI단위계를 구성하는 7가지의 기초량에 대해 아주 간략히 종류가 뭐 어떤 것들이 있는지 정도만 다뤄보겠다. 각각 개별단위의 자세한 것은 따로 글을 쓰겠다. 1.길이 m으로 표현하며, 물리량 기호는 ℓ, 차원기호는 L이다. 길이는 모두에게 익숙할 것이다. 1m=100cm=1000mm, 1000=1km 1ft = 0.3048m 1in=2.54cm 등으로 표현할 수 있다. 2. 질량 kg으로 표현하며 물리량 기호는 m, 차원 기호는 M이다. 1kg=1000g 1t=10³kg=1Mg 1lb=0.4536kg 등으로 표현할 수 있다. 3. 시간 s로 표현하며 물리량 기호는 t, 차원 기호는 θ이다. 모를리..