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운동량

운동량 운동량은 운동에 의한 관성으로 그 물체의 질량과 속도를 곱한 값이다. 예를 들어, 발사한 대포알의 속도가 두 배로 되면 운동량도 두 배가 된다. 또는 대포알의 질량이 두 배가 돼도 운동량은 역시 두 배가 된다. 그러면 대포알의 질량과 속도가 모두 두 배가 됐다면 운동량은 몇 배가 될까? a) 같다 b) 두 배 c) 네 배 d) 이 중 어느 것도 아니다 해답 : 정답은 c). 이것은 운동량의 정의에서 알 수 있다. 질량×속도이니까. 두 배의 질량에 두 배의 속도를 곱하면 네 배의 운동량이 된다. 어떤 물체에 충격량을 작용하면 운동량이 생긴다. 충격량이란 힘에다 힘이 작용한 시간을 곱한 값이다. "충격량＝운동량의 변화"이다. Ft＝△mv 알 수 있다.
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:38

충돌2

정면충돌 두 대의 동일한 자동차가 같은 속도로 서로 달려와 정면 충돌을 한 경우와, 같은 속도로 달려 커다란 벽에 부딪친 경우를 생각해 보자. 어떤 경우에 충격력이 가장 클까? a) 차끼리 충돌하는 경우 b) 고정된 벽에 충돌하는 경우 c) 두 경우 충격이 다 같다 해답: 정답은 c). 두 경우는 같은 상황이다. 두 경우 다 차는 밀리지 않는 상대와 부딪치며 급정거한다. 갑작스런 충격과 급격한 감속이 동시에 일어난다. 이것을 이해하기 위해 우선 질량은 같지만 속도가 더 느린 차와 충돌했을 때와 속도가 더 빠른 차와 충돌한 경우의 결과를 생각해 보라. 속도가 더 느린 차와 정면으로 충돌을 했을 때는 충격 후에도 계속 앞으로 나갈 것이다. 이 충돌의 경우에는 소위 "탄력"이 있다. 그런 후 서서히 감속하여 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:37

충돌1

캐딜락과 폴크스바겐 캐딜락차와 폴크스바겐차가 정면으로 충돌하면 어떤 차가 더 충격력을 많이 받을까? a)캐딜락 b)같다 c)폴크스바겐 정답은 b). 모두 같다. 작용과 반작용의 법칙에 의하면 A가 B에 가하는 힘은 B가 A에 가하는 힘과 크기는 같고 방향은 반대다. 그러므로 캐딜락이 폴크스바겐에 가하는 힘은 폴크스바겐이 캐딜락에 가하는 힘과 크기는 같고 방향이 반대다. 그렇지만 이 두 힘의 결과는 전혀 틀리다. 왜냐하면 질량이 서로 다르기 때문이다. 캐딜락의 가속도는 더 가벼운 폴크스바겐의 가속도보다 작다. 아래 기호로 알 수 있다.
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:35

바람부는 쪽으로 1

바람부는 쪽으로 1 바람부는 날에는 특히 뱃놀이를 하기 좋다. 풍속 매시 20km의 바람을 따라 똑바로 바람이 불어가는 방향으로 돛을 활짝 편 보트를 몰고 간다면 보트가 얻을 수 있는 최대 속도는 얼마일까? a) 거의 매시 20km b) 매시 20과 40km 사이 c) 이런 경우 이론적으로 속도의 한계가 없다. 해답: 바람부는 쪽으로 1 정답은 a). 보트에 가해지는 물에 의한 마찰력이 없을 때는 바람의 속도와 같아지며 바람보다 더 빨리 나아갈 수는 없다. 왜? 보트가 바람과 같은 속도로 여행할 때는 공기에 의한 충격이 전혀 없는 상태가 된다. 돛은 바람 없는 날씨에서처럼 축 처지게 된다. 풍속과 같은 속도에서는 보트에 대해 상대적으로 바람이 없는 것이다.
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:34

바람부는 쪽으로 2

바람부는 쪽으로 2 이번에는 바람부는 방향으로 항해를 하지만 앞의 경우와는 달리 바람이 부는 방향으로 놓인 배의 용골과 돛이 직각을 이루지 않게 돛대를 돌린다. 그러면 배의 속도는 어떻게 될까? a) 감소한다 b) 증가한다 c) 아무런 변화도 없다. 해답: 바람부는 쪽으로 2 정답은 a). 여기에는 두 가지 이유가 있다. 첫째, 돛이 비스듬히 기울어져 바람을 덜 받으므로 돛에 대한 충격도 적다. 둘째, 바람에 의한 충격력의 방향이 보트가 움직이는 방향과 같지 않다. 어떤 유체나ㅡ기체든 액체이든 간에 그것이 평평한 면에 작용하게 되면 그때 힘의 방향은 그 면에 수직하게 된다. 그러므로 이 힘을 나타내는 벡터 화살표의 방향은 돛의 면과 직각을 이룬다. 이 힘의 벡터는 앞의 문제처럼 돛이 바람을 최대로 맞는 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:32

바람을 가로질러

바람을 가로질러 이번에는 돛의 각도를 앞 문제의 경우처럼 선체의 비스듬하게 고정하고 바람을 똑바로 가로질러 나간다. 그러면 바람부는 쪽으로 직진하는 경우보다 빠를까 느릴까? a) 더 빠르다 b) 더 느리다 c) 같다 해답: 바람을 가로질러 정답은 a). 앞에서처럼 돛의 표면에 수직한 힘 벡터는 수평-수직 성분으로 분해할 수 있다. 보트의 운동방향 성분은 배를 추진시키고 보트의 운동방향에 직각인 성분은 아무 쓸모가 없다. 이 경우 일차 힘 벡터(돛에 가해진 바람의 충격)가 먼저 경우보다 작아도 보트의 속력은 같게 된다. 그러나 실제로 힘 벡터는 먼저보다 크다. 어째서? 돛이 바람의 속도를 따라잡지 못하므로 먼저처럼 처지는 일은 없기 때문이다. 또한 보트가 바람과 같은 속도로 빨리 나아가도 돛에 가해지는 충..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:31

바람을 거슬러서

바람을 거슬러서 이 문제는 앞의 세 문제를 이해하면 그것을 이용해서 풀 수 있다. 아래 그림에서 네 대의 보트는 바람과 선체에 대한 돛의 방향이 서로 다르다. 이중 최대의 속도로 나아가는 것은 어느것일까? a) b) c) d) 해답:바람을 거슬러서 정답은 d). 넷 중 유일하게 앞쪽으로 움직이는 것은 d)다. a) 보트의 돛의 방향을 보면 보트가 자유롭게 움직일 수 있는 방향과 힘 벡터의 방향이 직각을 이루게 돼 있다. 이것은 완전히 측면을 향한 힘이므로 앞쪽(혹은 뒤쪽) 방향의 성분이 없다. 이 힘은 보트를 전진시키는 데 아무 소용이 없다. 마치 중력이 지면 위에 놓인 볼링 공을 구르게 할 수 없는 것처럼. b) 보트는 전체적으로 바람의 충격이 없다. 바람이 돛에 부닥치는 것이 아니라 옆으로 지나가니까..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:29

최고점에서의 가속도

최고점에서의 가속도 돌멩이를 똑바로 위를 향해 던졌을 때 그 궤적의 맨 꼭대기 점에서 돌멩이 속도는 순간적으로 0이 된다. 그러면 이 점에서 가속도는 얼마인가? a) 0 b) 9.8m/s2 c) 0보다 크나 9.8m/s2보다 작다. 해답: 정답은 b). 순간적으로 속도가 0이 된다고 해도 그 순간에는 속도의 변화는 일어나고 있는 것이다. 그것은 그 점을 중심으로 돌멩이가 움직이는 전후의 운동을 생각해 보면 분명한 사실이다. 예를 들어 꼭대기에 도달하기 1초 전이나 1초 후의 돌멩이의 속도는 9.8m/s다. 그러므로 돌멩이는 속도가 0이 되는 지점을 통과할 때도 다른 값의 속도를 갖는 점을 지날 때와 마찬가지로 똑같은 비율의 속도변화를 갖게 된다. 공기의 저항을 무시한다면 이 속도의 변화율은 9.8m/s2..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:27

속도의 합

속도의 합 세인트 찰스가의 전차는 캐널가로 향해 1초에 144cm의 속도로 달린다. 전차 안의 한 사람이 앞쪽을 향해 걷는데 차 안의 물건이나 좌석에 대하여 1초에 36cm의 속도로 움직이고 있다. 이 사람은 걸으면서 “푸어 보이”란 이름의 햄버거를 먹고 있는데 1초에 2cm씩 그의 입안으로 들어간다(매우 빨리 먹는 셈). “푸어 보이”안에는 개미 한 마리가 있는데 그 개미는 이 남자의 입으로부터 햄버거의 끝쪽으로 달아나고 있다. 개미와 개미가 달아나는 쪽의 햄버거 끝부분 사이의 거리는 1초에 1cm씩 줄어든다. 자 이제 문제는, 이 개미가 얼마나 빠른 속도로 캐널가로 다가가는 것일까? a) 0cm/s b) 100cm/s c) 170cm/s d) 179cm/s e) 180cm/s 위 문제의 답을 cm/s..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:23

이동거리

이동거리 피사니 박사는 15분간 산책을 하면서 자기집 개 샘을 운동시키는데, 막대기를 던지면 샘은 그것을 쫓아가 갖고 오는 것이다. 피사니 박사가 걷는 동안 샘을 가장 오랫동안 계속해서 뛰게 만들려면 어떤 방향으로 막대기를 던져야 하나? a) 그의 앞쪽으로 b) 그의 뒤쪽으로 c) 옆쪽으로 d) 아무 방향이나 같다. 해답: 정답은 d). 시간이 중요한 요소다. 피사니 박사는 막대기를 어느 방향으로 던지든 샘은 15분 동안 계속 움직이게 하려 한다. 만일 문제가 던진 회수당 가장 오래 움직인 시간을 묻는 것이라면 답은 b), 뒤쪽 방향이다. 그 경우 샘은 막대기를 쫓는 동안 피사니 박사가 걸어간 거리를 더 뛰어가야 하니까. 그러나 이 문제는 단순히 피사니 박사가 15분간 산책하는 동안 샘이 움직인 시간을 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 20:21