일반물리학
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파동의 종류교육/물리학개념 2022. 7. 21. 19:42
파동은 유형에 따라 세 가지로 나눌 수 있습니다! 1. 역학적 파동 일상생활에서 접하는 파동은 대체로 역학적 파동을 말합니다. 역학적 파동엔 수면파, 음파, 지진파 등이 속합니다. 역학적 파동은 뉴턴의 운동법칙으로 표현할 수 있습니다. 또한 매질이 필요합니다! 매질의 예로는 물, 공기, 바위 등이 있습니다. 2.전자기파 전자기파 역시 일상생활에서 자주 쓰이지만, 역학적 파동보단 덜 친숙합니다. 전자기파에는 가시광선, 자외선, 라디오파, TV파, 마이크로파, 엑스선, 레이더파 등이 있습니다! 전자기파는 매질이 필요가 없습니다! 그렇기에 태양빛이 지구에 도달할 수 있는 것입니다. 모든 전자기파는 진공에서 동일한 속력 $c=299,792,458(m/s)$ 로 진행합니다. 바로 빛의 속력입니다. 3.물질파 물질..
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[일반물리학개념] 베르누이 방정식(베르누이 정리, Bernoulli 방정식)교육/물리학개념 2022. 7. 20. 21:00
베르누이 방정식은 에너지 보존법칙을 표현한 것입니다. 유체의 에너지 보존법칙이기 때문에 압력, 밀도, 부피를 사용합니다. 위 그림에 있는 이상유체 전체를 하나의 계로 생각합시다. 이 때, 계가 초기(입력되는 상태)에서 최종상태(출력되는 상태)까지 변하는 상황에 에너지 보존 법칙을 적용합니다. (유체가 들어와서 나가는 과정에 적용합니다) 전 내용을 참고하면 이해가 더 쉬울 수 있습니다. https://saeutang.tistory.com/11?category=1060740 [일반물리학개념] 이상유체의 운동: 연속방정식 연속방정식과 관련된 실생활 그림이 좀 이상하지만, 물이 나오는 호스입니다. 왼쪽은 호스를 가만히 들고 있는 모습이고, 오른쪽은 호스의 끝부분을 누르는 모습입니다. 일상생활에서 이런 장 sae..
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[일반물리학개념] 연속방정식교육/물리학개념 2022. 7. 18. 23:21
연속방정식과 관련된 실생활 그림이 좀 이상하지만, 물이 나오는 호스입니다. 왼쪽은 호스를 가만히 들고 있는 모습이고, 오른쪽은 호스의 끝부분을 누르는 모습입니다. 일상생활에서 이런 장난을 많이 치지 않습니까? 호스의 끝부분을 누르면 물이 엄청난 속력으로 나갑니다. 이것을 이용하여 다른 사람을 공격할 수 있습니다. 이것을 분석해봅시다. 호스 끝을 누르는 것과 물의 속력은 무슨 관계가 있을까요? 가만히 생각해보면, 물이 흐르는 호스의 단면적이 좁아지면 물의 속력이 빨라집니다. 즉 물의 속력은 호스의 단면적과 관련이 있는겁니다. 또한 유체는 너무 어렵기 때문에, 다루기 쉬운 이상 유체를 대상으로 분석해보겠습니다. 지난 글에 따르면 이상유체는 "비압축성"이란 특징이 있습니다. https://saeutang.ti..
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[일반물리개념]이상유체의 성질 (비압축성 유체 등)교육/물리학개념 2022. 7. 7. 22:52
이상 유체의 운동에 대해서 다뤄보겠습니다. 이상 유체를 다루기 위해선 이상 유체가 어떤 성질을 가지고 있는지에 대해서 알아야 합니다. 현실에 존재하는 유체를 다루기엔 너무 어렵기 때문에(매우 복잡), 이상적인 유체를 생각할 수밖에 없습니다. 우선 이상유체의 특징(흐름)에 대해 알아보겠습니다. 1. 정상흐름(층흐름) "정상 흐름(층 흐름)에선 유체 속 한 지점에서 속도의 방향과 크기가 시간에 따라 변하지 않는다." 유체를 이루는 입자들을 생각해봅시다. 시간이 지나면서 유체가 흐르고 있습니다. 이때 한 지점을 원으로 표현했습니다. 이 지점에서의 속도는 시간이 지나도 일정함을 알 수 있습니다. 즉 한 지점의 속도는 일정한 것입니다. 변하지 않고 정상적으로 흐른다라고 생각하면 됩니다. 2. 비압축성 흐름 "이상..
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아르키메데스의 원리교육/물리학개념 2022. 5. 20. 19:25
Archimedes의 원리 수조 안에 새빨간 비닐봉지 하나가 있습니다. 이때 봉지 안에는 물이 담겨있습니다. 봉지는 정적 평형상태에 있기 때문에 봉지 안의 물에 가해지는 중력 $\overrightarrow{F{_g}}$ 는 봉지를 위로 올리는 어떠한 힘 $\overrightarrow{F{_b}}$ 와 평형을 이루어야 합니다. 이때의 힘 $\overrightarrow{F{_b}}$ 를 부력이라고 합니다. 부력이 생기는 이유는 아래쪽 물의 압력이 더 크기 때문입니다. $p=\rho gh$ 이기 때문이죠. 이전 글을 참고하시면 도움이 될 겁니다. https://saeutang.tistory.com/7 압력의 측정 이 그림을 보십시오. 이 기구는 대기의 압력을 측정하는 기구입니다. 대기가 level 1의 수은을..
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파스칼의 원리교육/물리학개념 2022. 5. 19. 16:14
파스칼의 원리란? 흔히 드는 예시를 봅시다. 치약튜브의 한 쪽 끝을 눌렀을 때 다른 쪽 끝에서 치약이 나오는 건 파스칼의 원리 때문입니다. 목에 음식이 걸렸을 때 배에 압력을 가하면 압력이 식도에 전달되어 음식이 빠지는 것도 파스칼의 원리 때문입니다. 파스칼의 원리는 다음과 같습니다. "갇혀 있는 비압축성 유체에 가해진 압력은 유체의 모든 부분과 유체를 담고 있는 그릇의 모든 부분에 똑같이 전달된다." 이게 뭔 말인지 모를 수 있습니다. 절대 제가 모르는게 아닙니다. 일단 비압축성 유체가 뭔지 알아봅시다. 비압축성 유체는 압력을 가했을 때 부피변화가 없는 유체를 의미합니다. 즉 눌렀을 때 찌그러지지 않는 유체라는 얘깁니다. 그렇다면 만약 유체를 눌렀을 때 유체 전체가 움직이게 될겁니다. 예를 들어 타이어..
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정지해 있는 유체교육/물리학개념 2022. 5. 17. 20:23
수조 하나를 생각해보겠습니다. 우리가 잘 알듯이, 수조에 잠수해서 아래로 내려갈수록 수압이 강해집니다. 이유는 물이 우리를 누르기 때문에 수압이 생기는데, 아래로 내려갈수록 더 많은 양의 물이 우리 위에 있기 때문이죠. 반대로 위로 올라갈수록 수압은 약해질 것입니다. 이는 물뿐만 아니라 기체에도 적용됩니다. 우리가 더 높은 곳으로 올라갈수록, 기압이 낮아집니다. 즉 공기가 적어지는 것이죠. 그렇기에 높은 산에 올라가는 사람들이 산소호흡기를 사용하는 것입니다. 이러한 경우에 느끼는 압력을 정지 유체압력이라고 합니다. 정지한 유체 속에서 느끼는 압력이기 때문입니다. 우리는 정지 유체압력에 관한 식을 하나 도출하는 것이 목표입니다. 한번 분석해보죠. 물은 정지해 있고, 물에 작용하는 힘들은 평형을 이룹니다. ..
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유체, 밀도, 압력교육/물리학개념 2022. 5. 8. 22:32
유체란 무엇인가? 유체는 무엇일까요? 유체는 흐를 수 있는 물질입니다. 정확히는 표면의 접선방향으로 힘을 받을 수 없기 때문에 담겨 있는 그릇의 형태에 따라 모양이 변합니다. 이를 흐른다고 표현하는 것이죠. 어려운 단어를 써보자면, 층밀리기 변형력을 버틸 수 없기 때문에 흐른다고 할 수 있습니다. 쉽게 말하자면 그림처럼 힘을 받아도 버티면 고체, 버티지 못하고 모양이 변하면 유체라고 볼 수 있습니다. 꿀같이 끈적이는 물질같은 경우에도, 시간이 오래 걸릴 뿐이지 결국엔 그릇 모양으로 채워진다면 유체입니다. 밀도와 압력 유체는 넓게 퍼져 있습니다. 물이나 수증기를 보면 알 수 있죠. 또한 퍼져있어도 어느 부분은 힘을 많이 받고, 어느 부분은 힘을 적게 받는 등 유체 내 위치에 따라 특성이 달라집니다. 그렇기..