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가둬진 물에 의해 댐이 받는 정압력과 정수력을 계산해 보도록 해요. 정압력 계산 방법을 알아 보겠습니다. 여기서 정압력(hydrostatic pressure, 또는 정수압)이란 가둬진 물에 의해 댐이 받는 압력(pressure)을 뜻합니다. 물이 흐를 때의 압력인 동압력(hydrodynamic pressure, 동수압)과는 달리 정지한 물에 의한 압력임을 의미해요. 아울러 이 정압력 때문에 댐이 받게 되는 힘인 정수력(hydrostatic force)도 계산해 보도록 해요. 간단한 문제이니 … Read more

관성과 관성력, 관성계와 비관성계의 차이, 그리고 관성력이란 무엇이고 언제 나타나는지 알아 봐요. 관성력(inertial force)은 관성(inertia)과는 다른 개념이에요. 관성력은 힘을 의미합니다. 그런데 이 힘은 실제로 존재하는 힘이 아니에요. 그런데 마치 힘이 실제 존재하는 것처럼 관찰됩니다. 이 힘은 비관성계에서 물체의 관성때문에 나타나요. 그래서 이 힘을 관성력이라고 불러요. 또는 겉보기로만 존재하는 힘이라는 의미에서 겉보기력, 가상적으로만 존재하는 힘이라고 하여 … Read more

대기압의 존재를 증명한 토리첼리 실험에 대해 알아 봐요. 토리첼리 실험(Torricelli’s experiment)이란 대기압의 존재를 증명한 유명한 실험을 말합니다. 이 실험을 통해 공기에 의한 압력이 존재함을 알게 되었고, 그 압력이 날마다 조금씩 변한다는 사실을 확인하게 됩니다. 또한 진공의 개념을 발견한 실험이기도 해요. 이 글에서는 토리첼리 실험 방법에 대해 알아보도록 해요. 그리고 대기압이 존재한다는 것을 이해하고 그 수치적 … Read more

압력이란 무엇이고 어떻게 정의되는지 알아 봐요. 압력(pressure)과 힘(force)의 차이가 무엇인지 아시나요? 그리고 압력은 어떻게 정의될까요? 이번 글은 압력의 개념 이해를 위해 작성한 글이에요. 압력 \(P\)은 다음과 같이 정의됩니다. 아래 식에서 \(F\)는 작용하는 힘이고, \(A\)는 힘이 작용하는 면적을 뜻해요. \begin{align}\tag{D1}P = {F \over A}\end{align} 그러므로 압력을 단위면적당 작용하는 힘이라고 합니다. 이제 압력에 대한 다양한 이야기를 시작해 … Read more

블랙홀 형성 조건과 다양한 이야기를 알아 봐요. 블랙홀(black holes)만큼 우리의 상상력을 자극하는 대상은 없을 거에요. 이번 글에서는 블랙홀의 기본 개념과 형성조건 등에 대한 다양한 이야기를 알아 봐요. 먼저 별에서의 탈출속도(탈출속력)부터 시작해 슈바르츠실트 반지름, 사건의 지평선에 대한 이야기를 하고요. 다른 후속 글에서 블랙홀의 모양, 블랙홀로 접근할 때 벌어지는 일, 블랙홀 근처에서 시간이 느려지는 이유, 블랙홀 탐지 … Read more

탄성 퍼텐셜 에너지 또는 탄성 위치 에너지라고 불리는 개념을 알아 봐요. 탄성 퍼텐셜 에너지(elastic potential energy)는 탄성 위치 에너지라고도 불리는데요. 이 에너지는 위치에 의존하는 잠재적 에너지로서 운동에너지 등으로 변환될 수 있어요. 만일 용수철이 평형위치로부터 \(x\)만큼 늘어나거나 압축되었을 때 용수철에 저장된 탄성 퍼텐셜 에너지는 다음과 같이 주어집니다. \begin{align}\tag{D1}E_p = {1 \over 2} kx^2\end{align} 위 식에서 \(k\)는 … Read more

지구의 중력권을 벗어나기 위한 최소한의 속도인 탈출속도에 대해 알아 봐요. 탈출속도(escape velocity) 또는 탈출속력이란 지표면에서 물체를 던져 올렸을 때 지구의 중력권을 벗어나기 위한 최소한의 속도를 말해요. 즉, 탈출속도로 물체를 던져올리면 그 물체는 절대 지구로 떨어지지 않아요. 지구에서의 탈출속도를 구하는 공식은 다음과 같아요. \begin{align}\tag{D1}v = \sqrt{{2GM_{\rm E}}\over{R_{\rm E}}}\end{align} 여기서 \(G\)는 만유인력 상수, \(M_E\)는 지구의 질량, \(R_E\)는 … Read more

용수철을 직렬연결 또는 병렬연결 할 때 유효 용수철상수 공식을 유도해 봐요. 용수철 연결 방식에는 직렬 및 병렬 연결이 있어요. 이번 글에서는 용수철이 직렬 또는 병렬연결되었을 때 유효 용수철 상수를 구하는 방법을 알아봐요. 결과부터 말씀드리면 용수철 상수가 \(k_1\), \(k_2\)인 두 용수철이 직렬 연결되었을 때 유효 용수철 상수 \(k\)는 다음과 같아요. \begin{align}\tag{D1}{1 \over {k}} = {1 \over … Read more