1. 힘의 정의와 단위
1) 힘(force)
- 움직임을 일으키는 원인이다.
- 힘의 벡터적 특성 3요소는 크기, 방향, 작용점이다.
- 힘의 단위는 N(newton, 뉴턴)이다.
2. 힘의 종류
- 근력은 근육의 힘이다.
- 중력은 물체의 중심 방향으로 끌어당기는 힘을 말한다.
- 마찰력은 접촉면의 형태, 성분 등에 의해 결절되는 힘이다.
- 부력은 액체 속에 있는 물체가 전체나 부분적으로 받는 윗 방향으로의 힘이다.
- 항력은 유체에서 이동하는 물체가 정면으로부터 받게 되는 힘이다.
- 양력은 떠오르게 하는 힘으로 중력에 반대되는 힘이다.
- 추진력은 운동을 유발하는 힘이다.
- 저항력은 운동을 방해하는 힘이다.
- 압력은 힘이 가해지는 범위와 관련되는 힘의 또 다른 측면으로 운동 시 고통이나 상해와 직접적으로 관련되는 물리량(압력 = 가해진 힘 / 힘이 가해진 면적)이다.
3. 뉴턴의 선운동 법칙
- 제1 법칙 관성의 법칙 : 외력이 작용하지 않는 한 운동하고 있는 물체는 계속 운동하고 정지해 있는 물체는 계속 정지해 있으려고 하는 성질이다.
- 제2 법칙 가속도의 법칙 : 움직이는 물체에 같은 방향으로 외력이 적용되면 가속도가 발생하는데 가속도의 크기는 물체의 질량에 반비례하고 가해진 합에 비례한다.
- 제3 법칙 작용-반작용의 법칙 : 어떤 물체에 힘을 가하면 그 물체도 같은 크기만큼의 힘을 반대로 작용한다.
4. 선운 동량과 충격량
- 움직이고 있는 물체가 가지고 있는 운동량 : 질량 x 속도 = 백터량(충돌 전과 충돌 후의 운동량은 동일)이다.
- 충격력은 두 물체가 충돌하는 순간 서로 주고받는 힘이다.
5. 운동량, 충격량, 충격력의 관계
- 충격량은 질량이 변하지 않을 때 속도의 변화량에 비례한다.
- 동일한 충격량 생성 조건에서 접촉시간을 늘리면 충격력은 감소한다.
- (선) 운동량 = 질량 x 속도 : 두 물체가 충돌할 때 운동의 세기를 결정짓는 것이다.
6. 운동량의 단위
- 미터 범위 MKS 단위로는 kg.m/sec 쓰인다.
- CGS 단위로는 g.cm/sec 쓰인다.
- 운동역학에서 기본 물리량의 국제단위계(SI 단위계, MKS 단위계)
① 물리학자에서는 어떤 물체의 물리적 특성을 나타내는데 기본적으로 길이, 질량, 시간이 필요하다.
② 길이 : 미터(Meter), 질량 : 킬로그램(Kilogram), 시간 : 초(Second)를 말한다.
③ 길이(m), 질량(kg), 시간(s)이다.
7. 선운 동량의 보존
- 외력이 작용하지 않는 한 총운 동량은 변하지 않고 보존된다.
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