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힘과 가속도와 질량과의 관계를 나타내는 법칙으로, 자세한 내용은 다음과 같다. ① 물체에 작용하는 힘의 크기를 F, 가속도를 a라고 할 때 가속도는 작용하는 힘이 클수록 크다(a∝F). ② 또한 같은 크기의 힘이 작용하더라도 질량이 큰 물체일수록 운동 상태를 변화시키기가 어려우므로 가속도는 작아진다(a∝1/m). 위 두 식에서 a∝F/m이므로 F∝ma가 된다. 여기서 비례 상수를 k라고 하면 F∝kma가 되는데, 여기서 비례 상수 k가 1이 되도록 힘의 단위를 정하면 F=ma가 된다. 힘과 질량과 가속도의 관계식 F=ma를 운동 방정식이라고 하며 이 방정식을 풀면 운동에 관한 많은 것을 알 수 있다. 뉴턴의 운동 제2법칙

자석(자기장) 속에 놓여 있는 도선에 전류가 흐르면 도선은 힘을 받아 움직인다. 이때 받는 힘의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 알 수 있다. 자기장 속에 사각형 모양의 코일을 넣고 전류를 흐르게 하면 코일은 힘을 받아 회전하는데, 이것을 전동기(모터)라고 한다. 전동기의 회전력은 코일의 감은 수와 코일에 흐르는 전류의 세기에 비례한다. 전동기의 구조를 살펴보면, 코일이 감긴 회전자가 있으며, 회전자 밖으로 고정 자석(전자석), 회전자에 전류를 연결하는 브러시가 있다. 전동기의 원리

‘유체의 속력이 증가하면 압력이 감소한다’라고 표현할 수 있는데, 이것은 에너지 보존 법칙의 결과이다. 비행기가 나는 현상도 이 원리로 설명할 수 있다. 날개 모양이 아래쪽보다 위쪽에서 조금 더 빠르게 스쳐 지나가게 되어 있다. 따라서 날개 아래쪽보다 위쪽의 압력이 더 작으므로 위 방향의 힘이 생겨나게 된다. 이 원리는 커브공에도 적용할 수 있다. 아래 그림의 B 지점은 상대적 유체 이동 속도가 A보다 더 빠르다. 따라서 B 지점의 압력이 작아져 위 방향의 힘이 생김으로써 경로가 휘어진다.

어떤 물체에 힘이 작용할 때에는 항상 두 물체가 관련되어 한 쌍의 힘으로 나타나는데, 그중 한 힘을 작용이라고 한다면 다른 힘은 반작용이 된다. 예를 들어 A가 B를 밀면 B도 A를 민다. 이 두 힘은 크기가 같고 방향은 정반대이다. 즉 A가 B를 미는 힘을 라고 하고 B가 A를 미는 힘을 라고 할 때 가 된다. 두 물체에 같은 크기의 힘이 작용하더라도 두 물체의 질량에 따라서 가속도는 다르다. 마찰이 거의 없는 얼음판에서 두 사람이 서로 밀었을 때 질량이 큰 사람이 덜 밀리는 것은 질량이 큰 사람이 힘이 세기 때문이 아니라 가속도가 질량에 반비례하기 때문이다. 여기서 평형을 이루는 두 힘과 작용 ‒ 반작용의 차이를 살펴보자. 평형을 이루는 두 힘은 같은 물체에 작용하는 힘이므로 두 힘의 합력은 0이다. 그러나 작용과 반작용은 서로 다른 물체에 작용하는 두 힘이다. 따라서 서로 다른 물체에 작용하는 두 힘은 서로 더할 수 없다. 뉴턴의 운동 제3법칙

플레밍의 법칙 중 하나로, 전류가 흐르고 있는 도선에 대하여 자기장이 미치는 힘의 작용 방향을 정하는 법칙이다. 자기장 속에서 전류가 흐를 때 전류가 받는 힘의 방향을 왼손을 이용하여 알아볼 수 있다. 플레밍의 왼손 법칙

영국의 물리학자이자 근대 이론 과학의 선구자인 뉴턴은 빛을 입자의 흐름이라고 주장하였으나 네덜란드의 물리학자이자 천문학자인 호이겐스는 빛을 파동이라고 주장하였다. 그러던 중에 1801년, 영국의 물리학자인 영의 간섭 실험에 의하여 빛은 파장이 아주 짧은 파동이라는 것이 확인되었다. 슬릿 S0에 단색광을 비추면 S0에서 회절한 빛이 이중 슬릿 S1과 S2를 통과한 다음 스크린에서 중첩되어 밝고 어두운 무늬를 만든다. 스크린 상의 어떤 점에서 보강 간섭이 일어나려면 수면파의 간섭에서와 마찬가지로 두 슬릿에서 나온 빛이 같은 위상으로 만나야 하므로 경로차는 반파장의 짝수배가 되어야 한다. 보강 간섭이 일어나면 그 점은 밝은 부분이 된다. 스크린 상의 밝은 한 점을 P라고 할 때 스크린 상의 어떤 점에서 상쇄 간섭이 일어나려면 두 슬릿에서 나온 빛이 반대 위상으로 만나야 하므로 경로차는 반파장의 홀수배가 되어야 한다. 상쇄 간섭이 일어나면 그 점은 어두운 부분이 된다....

처음 속도가 0인 낙하 운동을 말한다. 자유 낙하 운동은 처음 속도 v0이 0이고 가속도가 g이므로 다음과 같은 관계가 성립한다. v=v0+at → v=gt 2aS=v2 - v02 → 2gS=v2 ㉠ 물체가 땅에 떨어지는 데 걸리는 시간 ㉡ 땅에 떨어지는 순간의 속력

광전 효과는 빛이 입자와 같은 성질을 가졌다고 가정하여야만 설명할 수 있다. 광량자라는 에너지 덩어리들의 모임이 빛이라는 것으로서 콤프턴 효과 역시 이와 같은 모형으로만 설명이 가능하다. 반면에 간섭이나 회절과 같은 현상들은 빛이 파동의 성질을 가졌다고 가정할 때에만 설명이 가능하다. 이와 같이 빛은 입자와 파동의 이중적 성질을 지녔다. 보통 파동이라고 말할 때에는 수면 위를 퍼져나가는 수면파를 연상하고, 입자라고 말할 때에는 고전 역학의 법칙으로 운동을 예측하는 것이 가능한 당구공이나 탄환을 생각한다. 그런데 빛의 행동을 묘사하기 위하여 파동과 입자의 모형이 모두 필요하다. 파동과 입자의 모형은 서로 상충되는 개념이 아니라 서로 상보적인 관계에 있는 개념이다. 빛의 행동을 완전히 묘사하기 위해서는 이 두 가지 모형이 모두 필요하다. 빛이 전파되는 현상은 파동 모형으로 설명하고, 빛의 흡수와 방출을 논할 때에는 광량자라는 입자의 모형으로 설명한다. 회절...

소립자의 복합 모델에서의 기본 구성 입자의 한 종류이다. 대부분의 물질은 양성자와 중성자로 이루어져 있고 이들은 다시 쿼크로 이루어져 있다. 쿼크는 6가지 종류가 있으며 물리학자들은 이들을 up/down, charm/strange, top/bottom 등 3개의 쌍으로 분류하고 있다. 쿼크는 특이하게 분수 전하를 갖고 있다. 쿼크는 또한 색소 전하라는 또 다른 종류의 전하도 갖고 있다. 가장 발견하기 어려웠던 쿼크인 top 쿼크는 이론적으로 예측된 지 20년만인 1995년에 발견되었다. 양성자는 전하가 인 up 쿼크 2개와 전하가 인 1개의 down 쿼크로 이루어져 있다. 또한 중성자는 2개의 down 쿼크와 1개의 up 쿼크로 이루어져 있다.

실의 위쪽 끝을 고정하고 아래쪽 끝에 추를 매달아, 추를 옆으로 조금 당겼다가 놓으면 추는 중력의 작용으로 좌우로 왕복 운동을 되풀이한다. 이것을 단진자라고 한다. 이런 단진자의 주기를 T, 진자의 길이를 ι, 중력 가속도를 g라고 하면 로 표시된다. 이 식에서 알 수 있듯이 추의 질량이나 진폭은 주기에 무관하다.

분해능환경공학용어사전 (1) 현미경이나 망원경 등의 최소 식별 능력을 말하는 것으로서, 접근해 있는 2개의 광원을 식별할 수 있는 최소의 거리 또는 시각을 말한다. 시각은 빛의 파장에 비례하므로 파장이 짧은 빛을 사용하면 분해능을 좋게 할 수 있다. (2) 분광기에서는 접근한 2개의 스펙트럼선을 분리하는 능력을 말하며, 분해능은 프리즘보다 회절격자가 매우 좋다. 외국어 표기 resolving power(영어), 分解能ぶんかいのう(한자) 참조어 전자 현미경(electron microscope) 분해능Basic 고교생을 위한 물리 용어사전 분해능은 가까이 붙어 있는 두 물체를 분리시켜 볼 수 있는 능력을 말한다. 먼 곳에 있는 두 물체가 망원경과 이루는 각을 분해각이라고 하는데, 두 물체가 분리되어 보이는 최소의 분해각이 그 망원경의 분해능이다. 대물 렌즈의 지름이 커지면 분해능이 커져 더 세밀한 관찰이 가능하다. 외국어 표기 分解能ぶんかいのう(한자) 분해능비파괴 검사 용어사전 탐촉자로부터의 거리

영국의 화학자이자 물리학자인 패러데이가 발견한 전자기 유도 법칙이다. 패러데이는 자기력선에 착안하여 아래 그림과 같은 모형으로 전자기 유도 현상을 설명하였다. “도선에 유도되는 기전력은 그 속을 통과하는 자기력선의 수가 변할 때나 도선이 자기력선을 끊고 지나갈 때 나타난다.” 즉 코일이 자석을 향하여 X에서 Y로 이동하면 코일 속을 통과하는 자기력선의 수가 3에서 5로 변한다. 이는 두 개의 자기력선을 끊고 지나간다고도 설명할 수 있다. 그렇다면 코일 속을 지나는 자기력선의 수는 어떻게 알 수 있을까? 자속 밀도는 단위 면적을 지나는 자기력선의 수로 정의된다. 여기서 코일을 지나는 자기력선의 수는 B×A로 나타낼 수 있다. 이때 A는 코일이 둘러싸고 있는 면적이다. 이 값을 자속이라고 하고 Ф로 나타낸다. Ф=BA(단위 : ㏝) 코일 면을 지나는 자속은 면에 수직한 자속 밀도와 면적의 곱이다. 코일 면의 법선과 자기장이 이루는 각이 θ라면 자속은 Ф=BAcosθ 이다. 이

독일의 물리학자인 키르히호프가 발견한 법칙으로, 균일한 전류가 흐르는 저항, 전지가 직렬 · 병렬로 연결된 회로에서 각 저항에 흐르는 전류를 구하는 규칙을 말한다. 키르히호프의 법칙 중 제1법칙은 회로상의 한 교차점으로 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같은 것으로, 이는 다음과 같이 나타낸다. ΣIin=ΣIout (또는 ΣI=0, 들어오는 방향을 +, 나가는 방향을 -) 이는 전하가 소멸하지도 생성되지도 않는다는 전하량의 보존 법칙의 또 다른 표현식이다. 한편, 회로상의 어떤 폐곡선을 선택하여도 기전력의 총합은 전압 강하(IR)의 총합과 같다(회로를 완전히 일주하는 동안에 만나는 전위차의 대수적인 합은 0이다)는 것이 제2법칙이다. 이는 공급된 에너지와 소비된 에너지는 같다는 에너지의 보존 법칙의 또 다른 표현식이다. 제2법칙을 적용할 때에는 ① 각 저항에 전류의 크기와 방향을 나타내는 문자를 부여하고, 회전의 방향(시계 또는 시계 반대 방향)을 선택한다. ② 전

일반적으로 전하량 q로 대전된 입자가 자기장 B에 수직인 방향으로 v의 속도로 입사하면 F=qvB의 힘을 받는데, 이 힘을 로렌츠의 힘이라고 한다. 만약 대전 입자가 자기장에 수직으로 입사하지 않고 θ의 각을 이루면서 입사하였다면 이 입자가 받는 힘의 크기는 다음과 같다. F=q(vsinθ)B=qvBsinθ 로렌츠의 힘

물체의 진동이나 기체의 흐름에 의하여 발생하는 파동의 일종이다. 물체의 진동에 의한 소리를 고체음이라고 하며, 진동하는 물체의 모양과 종류에 따라 다른 소리가 난다. 공기의 흐름에 의한 소리를 기류음이라고 하며, 기류의 빠르기와 형태에 따라 다른 소리가 난다. 세기(강약), 높이(고저), 맵시를 소리의 3요소라고 하는데, 이 중 소리의 세기는 소리의 진폭에 따라 결정된다. 진폭이 클수록 큰 소리이고 진폭이 작을수록 낮은 소리이다. 소리의 세기는 ㏈(데시벨)로 나타내며 0㏈은 사람이 들을 수 있는 가장 낮은 세기의 소리로 1㎠당 의 소리이다. 10㏈은 우리가 들을 수 있는 가장 작은 소리보다 10배 크고 20㏈은 0㏈보다 100배 큰 소리이다. 0㏈의 소리의 세기를 I0라고 하면 세기가 I인 소리의 데시벨은 으로 나타낼 수 있다. 소리의 높낮이의 경우, 진동수가 클수록 높은 소리이다. 사람이 들을 수 있는 소리의 진동수는 16~2만㎐이다. 마지막으로, 소리의 맵시의 경우,