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대학물리학 - 핵심 요해


대학물리학 - 핵심 요해

노상률 | 키메이커

출간일
2018-10-05
파일형태
용량
54 K
지원 기기
PC스마트폰태블릿PC
대출현황
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콘텐츠 소개

역학의 핵심은 뉴우턴의 법칙인데, 힘은 방향성이 있어서 까다로운 면이 있다. 그런데, 에너지는 방향성이 없이 크기만으로 결정되므로 비교적 편리한 경우가 많다. 뉴유턴의 법칙과 에너지보존법칙 두 가지 중요한 원리를 바탕으로 하고 운동량보존법칙과 각운동량보존법칙 같은 보존법칙을 정립하여 중력현상이나 기체 또는 액체 같은 유체의 문제에도 용이하게 응용을 할 수가 있다. 나아가 진동운동이나 파동운동도 원리적으로 기술할 수가 있다. P.5 ?발전문제1-1 (a)현 위치로부터 자신의 집 1km 상공을 지나고 있는 헬리콥터의 위치를 벡터로 나타내어라. xyz 각 성분의 값은 직선거리로서 추정 값을 사용한다. (b)집으로 가는 도중에 경유지를 하나 만들어 두 번에 걸친 벡터의 각 성분들의 합이 (a)번 문제의 각 성분의 값과 같음을 보여라. P. 8 실제로 속도가 커지면 질량도 증가한다는 것이 특수상대론의 결과이나 지금은 속도가 낮은 경우로 국한하여 dp/dt = F 는 근사적으로 성립한다. 따라서 이것이 좀더 정확한 뉴우턴의 제2법칙이라고 할 수 있다. 이것이 이 책의 표지에 F ? ma 라고 한 주된 이유이다. P.32 이런 질량중심의 개념을 충족시킬 수 있는 질량중심의 위치에 대한 식은 어떻게 하면 얻을 수 있을까? 이 답을 얻는 방법은 대학물리교재 어디에도 온전하게 유도한 책이 없다. 여기서는 유추하는 방법으로 질량중심의 위치를 온전하게 유도해 보도록 하자. P.34 전자기력은 이 책의 표지에 보인 중력, 약력 그리고 강력과 더불어 자연의 네 가지 기본력 중의 하나로서 오늘날 우리가 볼 수 있는 모든 물질과 물체를 형성하는 근원적인 힘이다. 자연적이건 인위적이건 모든 힘들은 궁극적으로 이 네가지 기본력들 중 하나로 귀착된다. 쿨롱이 처음으로 전기력을 발견하였고 로렌츠와 비오-사바르가 자기력을 발견하였다. 그러다가 패러데이와 맥스웰이 전자기유도를 발견하여 전기력과 자기력은 전하라는 한 가지 성질에 의해 발생하는 한 종류의 힘이라는 것을 알게 되어 오늘날 우리는 전자기력이라고 부른다. 결국 맥스웰이 네 개의 맥스웰방정식을 확립함으로서 전자기현상을 정립하게 되었다. 참고로, 전자기력은 20세기 중-후반에 양자전자학으로 확립되었다. 그런 반면에 중력은 역사는 가장 오래지만 뉴우턴의 만유인력법칙으로 중력현상이 발견된 이래 아인시타인의 일반상대론으로 중력현상이 정립이 되었으나 양자중력론이 아직 미흡하여 아직 확립이 되지못한 상태이다. 그러나 약력과 강력은 20세기 후반에 발견되어 정립과정이 없이 바로 상대론적 양자론으로 확립이 되었다. P.64 ?발전문제2-1 그림 22-b와 같이 두 점전하가 아주 가까이에 있는데 이번에는 한쪽의 전하는 ?q이나 다른 쪽 전하는 +2q이다. (a) 이 전하계 주위로 전기장선을 그려라. (b) 이 전하계의 전기 쌍극자모우먼트는 무엇인가? (c) 이 전하계로부터 임의의 점에서의 전기장은 어떻게 구하면(파악하면) 될지 설명하라. P.68 이런 교류전원이 연결된 기본적인 단순교류회로는 저항과 축전기 그리고 유도기가 그림처럼 직렬로 연결된 직렬 RLC 교류회로이다. 이런 회로의 전류를 구하는 것이 우리의 주된 목적이다. 그러기 위해서는 지금까지 해온 것처럼 키르히호프의 고리규칙을 적용하여 미분방정식을 얻어서 미분방정식을 풀면 된다. 그러나 여기서는 좀 다른 방법, 위상자법, 으로 전류를 구함으로서 좀 더 물리적 개념에 접할 수 있는 기회를 가져보도록 한다. 전원의 형식이 주어지므로 전류의 형식은 전압의 형식과 같을 것이므로 쉽게 짐작할 수 있다. 즉 i = Imsin(ωt-φ) 로서 i 는 전류의 순간 값이고 전압과 마찬가지로 싸인 함수로 변하는데, 전류의 최대값 즉 진폭(Im)과 전압과는 위상차가 생길 수도 있으므로 위상상수 φ를 구하면 전류를 온전히 구하게 된다. P.100 열역학은 전자기력의 연장으로 파악할 수 있다. 왜냐하면 열의 본질은 빛이고 빛은 전자기적 상호작용의 결과이기 때문이다. 빛은 보이는 것보다 보이지 않는 것이 더 많다! 열역학의 핵심은 여러 기체법칙과 이를 토대로 한 열역학법칙이다. P.106 열역학 제2법칙은 뉴우턴의 법칙으로는 제3법칙에 해당되는 것으로 열역학 제1법칙을 보완하는 역할을 한다. 공급받은 열을 모두 일로 바꾼다고 기존의 에너지보존법칙을 위배하는 것은 아니지만 이런 일은 있을 수 없다는 것이다. 그 이유는 무엇일까? 그 이유는 공급받은 열의 일부가 계의 원자 또는 분자의 운동에너지로 바뀌기 때문이다. 이런 원자 또는 분자의 운동으로 변한 에너지를 모두 돌려받을 수는 없다. 냉장고와 관련하여 열역학 제2법칙을 표현하면, “낮은 온도에서 높은 온도로의 열의 이동은 있을 수 없다.” 이를 클라우지우스 법칙이라 한다. 이것도 에너지보존법칙을 위배하는 것은 아니지만 이런 일은 있을 수 없다는 것이다. 그러면 이 이유는 무엇일까? 그 이유는 높은 온도란 그런 물질을 구성하고 있는 분자 또는 원자의 활발한 운동을 말한다. 활발한 분자 또는 원자의 운동은 인근에 있는 덜 활발한 분자 또는 원자의 운동으로 전달이 되지만 덜 활발한 분자 또는 원자의 운동이 활발한 분자 또는 원자의 운동으로 전달이 될 수는 없다. P.114

저자소개

프로필: .1989년∽1992년 미국 코넬대학 CLEO실험: 세계최초로 Bs입자 발견 [박사학위논문(실험입자물리학)] .1993년∽2000년: CERN(유럽입자물리연구소) L3실험 및 일본 KEK BELLE실험 등에서 연구활동 .2001-2012년 CERN 연구과학자: LHC실험에서 힉스입자발견에 핵심적 역할 .2014-2018년 홍익대학교 교수

목차

제1부 역학 제2부 전자기력 제3부 열역학

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