제이의 집

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..

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..

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..

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..