힘의 원리
2009-04-01
 |
| 1. 힘이란? 힘은 주위에서 많이 쓰는 말이죠? 흔히 "야, 저 사람은 힘세게 보인다"라든가, "나는 너무 힘이 없어"라는 말들에서 힘이 무엇이라는 것은 대략 알 수 있다. 하지만 물리학에서 말하는 힘은 생각보다는 복잡하고, 그 실체를 느끼기도 쉽지는 않다. 우선 기억해야 할 것은 힘이란 벡터(vector)라는 사실이다. 벡터란 크기와 방향을 동시에 가지는 물리량이다. 물리량은 스칼라(scalar)와 벡터로 나뉘는데, 스칼라는 방향은 상관없이 크기만을 가지는 양이다. 예를 들어 에너지, 질량 등은 스칼라이고, 힘, 운동량 등은 벡터이다. 힘의 크기는 기본적으로 질량과 가속도의 곱으로 표시된다. F=ma란 공식은 뉴턴의 제2법칙이란 것으로 힘이 질량에다 가속도를 곱한 양이라는 것을 보여준다. 2. 힘의 종류 힘에는 여러 종류가 있다. 우선 무게란 힘이 있다. 무게는 질량에다가 중력가속도를 곱한 양이다. 무게의 경우 가속도(a)가 바로 중력가속도 G=9.8m/s2이다. 또 마찰력도 있다. 마찰력은 마찰계수란 물질의 표면에 따라 다른 특정한 양에다가 물체의 무게를 곱하면 된다. 즉 마찰력은 마찰계수×물체의 무게로 표시된다. 물체를 돌리면 원심력이 발생하는데, 원심력의 크기는 구심력과 같다. 그 크기는 F=mv2/r로 표시된다. 즉 돌고있는 물체의 질량과 운동속도의 제곱을 곱한 다음 회전 궤도의 반지름을 나눈 양이다. 이 외에도 힘에는 여러 종류가 있는데 그 대표적인 것이 만유인력과 전기력이다. 만유인력은 질량을 가진 모든 물체에 작용하는 힘으로 서로 끌어당기는 힘, 즉 인력만 작용한다. 질량 m1, m2인 물체가 r만큼 떨어져 있다면 그 사이에 작용하는 인력 F=G×m1×m2/r2이다(G는 중력상수). 한편 전하 사이에 작용하는 정전기력은 전하의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 식으로 표현하면 다음과 같다. F=k×q1×q2/r2이다(k는 쿨롱 상수). 3. 힘의 단위 힘의 단위는 뉴턴(N)이다. 1뉴턴은 1킬로그램의 질량을 가진 물체를 1m/s2의 가속도로 가속할 수 있는 힘이다. 예를 들어 1000킬로그램(즉 1톤)의 자동차를 5m/s2의 가속도로 달리게 하기 위해서는 5,000N의 힘이 필요하다. 중력가속도는 9.8m/s2이기 때문에 몸무게가 60킬로그램중인 경우 60×9.8, 즉 588N의 힘을 받고 있는 셈이다 |
관련 콘텐츠
![[핫클립] 일반 상대성이론을 증명한 '아서 스탠리 에딩턴'](/jnrepo/upload/cmBbs/202407/45be817ed8454d0ebbb94d5567c56994_1721001720862.jpg)
![[별별실험실] 극복하거나, 이용하거나! 마찰의 두 얼굴](/jnrepo/uploads/2023/10/hqdefault-10-2.jpg)
![[별별실험실] 내가 밀면 너도 미는 '작용반작용 법칙'](/jnrepo/uploads/2023/08/hqdefault-4-29.jpg)
댓글 남기기
전체 댓글수 0
