시리즈:재물포도 좋아하는 물리

물리가 정말 쉬워서 재물포 그만둡니다.

문서의 내용이 너무 쉬워서 머리속에 쏙쏙 들어옵니다.

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물리에 관해서 개념을 쉽게 적어 보는 집단 연구 문서입니다.

실생활에서 많은 부분은 물리에서 설명해 주고 있습니다. 많은 사람들이 물리를 느끼고 있고 알고 있습니다. 야알못이라도 야구공이 포물선을 그리면서 날아간다는 건 압니다. 왜 누워서 침을 뱉으면 안되는지 정도는 누구나 압니다. 다만, 그 부분을 조금 멋있게 설명한게 물리입니다. 물리는 멀리 있지 않습니다. 바로 옆에 있습니다. 우리 몸이 어떻게 움직이는 지는 생물에서 설명해 주지만, 움직이고 나서 어떤 일이 일어날지는 물리에서 설명해 줍니다.

혹시라도 문서명의 재물포가 뭔지 모르신다면... '졔(재) 때문에 물리 포기했어'/'쟤(재) 물리 포기했다데'/'재(제)기랄! 물리 포기!'의 약자입니다.(...)본인 얘기 하는 거 같으시면 반갑습니다. 노력하겠습니다.

물리와 수학

수학이라니! 내가 제일 싫어하는 수학이라니! 난 여기서 빠져나가겠어

고등학교까지의 교육과정에서는 대부분을 공식만 알려주고 왜 그런 공식이 나오는지 알려주지 않고 끝내거나, 물리적 직관으로 이해하라고 한다.직관은 무슨 난 그런거 없다 하지만, 깊은 이해를 위해서는 수학이 반드시 필요하다.

물리를 공부하는데 있어 필요한 수학적 대상으로는 다음과 같은 것이 있다.

• 벡터 또는 더 나아가서 텐서
• 미분과 적분

하지만 주의할 점은 적지 않은 이들이 오해하는 것과 같이 물리는 수학과 비슷한 영역이 아니라는 점이다. 애초에 엄밀한 의미에서 수학과 과학에 속하는 물리학의 특성은 다를 수밖에 없고, 도구로서 수학이 매우 중요하지만 물리학 고유의 영역은 수학 그 자체가 아니다. 물리적 직관은 특히 고등학교때까지, 혹은 물리 전공자가 아닌 학부생들의 물리공부에 있어서 가장 중요하다고 해도 과언이 아니다. 그래프가 자주 나오는 것도 괜한 것이 아니다.

역학

힘

힘은 어떤 물체의 움직임(운동량)을 바꿀 수 있도록 해주는 상호작용들을 말합니다. 공중에 가만히 있던 공이 밑으로 떨어지는 것도 공을 밑으로 떨어지게끔 하는 힘이 있었기 때문입니다. 여기서 이 페이지를 읽는 것도 동기나 의지같은 힘이 작용했다고 보는 건 물리의 영역은 아닙니다. 물리에서 말하는 힘은 하나의 전문용어인데, 그렇다고 물리가 먼저 쓰던 용어는 당연히 아니며 일반용어로 쓰이고 있던 용어를 자기본위대로 한국어 물리학계에서 사용한다고 보시면 됩니다.

운동의 법칙

잘 알려진 법칙으로는 뉴턴의 운동법칙이 있습니다. 이 운동법칙은 3가지의 경우를 설명하고 있습니다.

1. 관성의 법칙
2. 가속도의 법칙
3. 작용 반작용의 법칙

이들을 이해하기 위해서는 알짜힘에 대해 알아야 합니다. 알짜힘은 외부에서 작용하는 여러 힘들을 합쳐놓은 것입니다. 세상도 그렇고 어떤 상황이 있을 때 영향을 주는 요인이 다양하게 있습니다. 질량이 있는 물체 3개가 있으면 각 물체 당 고려해야 할 힘이 2개(-자기 자신을 제외하고 나머지 물체로부터의 만유인력)나 됩니다. 만약 물체가 전기를 띄거나 자기장이 있는 공간이거나 하면어휴... 간단한 상황에서도 고려해야 할 것들이 많기 때문에 이런 것들을 최대한 간단히 하기 위해 그냥 다 합한 알짜힘이라는 것만 생각하겠다는 것입니다. 알짜힘은 한 물체가 받는 힘들을 전부 합쳐놓은 힘입니다.

관성의 법칙

외부로부터 받는 영향이 없다면 즉, 알짜힘이 0이라면 물체는 그 상태를 유지하려는 것입니다. 멈춰 있는 물체는 멈춰있고 움직이려는 물체는 같은 속도로 움직이려고 하는 것을 말합니다. 위키러가 계속 위키를 해야 하는 것과 비슷합니다.

가속도의 법칙

관성의 법칙은 알짜힘이 0일 때에 대해 설명한다면 여기서는 알짜힘이 0이 아니면 어떻게 되냐에 관해 말하고 있습니다. 0이 아닌 알짜힘이 작용할 때, 물체는 그 알짜힘 방향으로 속도가 변한다는 내용입니다. 물체에 힘을 앞으로 줬는데 그 물체가 뜬금없이 뒤로 가지 않는다는 얘기입니다. 다만 누워서 침뱉는 건 다른 얘기입니다. 또한, 같은 힘을 줘도 질량이 가벼우면 쉽게 움직이고 질량이 무거우면 잘 안움직이는 것도 이 법칙의 내용 중 일부입니다. 뚱뚱한 사람을 움직일 때와 날씬한 사람을 움직일 때, 언제 더 힘들지를 생각하면 쉽게 와 닿으실 것입니다. 잘 알려진 [math]\displaystyle{ \mathbf{F} = m\mathbf{a} }[/math]가 그 내용을 말해 주고 있습니다. [math]\displaystyle{ \mathbf{F} = \mathbf{0} }[/math], 즉, 알짜힘이 0일 때에는 가속도가 0이고 속도가 그대로 유지된다는 것이 관성의 법칙 내용입니다. 짧은 식 하나로 한문단 쓰는 이 파워

작용반작용의 법칙

너와 나의 연결 고리 두 물체가 상호작용을 하면서 힘이 발생하는데, 한쪽이 힘을 더 받거나 덜 받거나 하지 않고 힘의 크기는 같고 방향은 반대라는 내용입니다. 손바닥치기를 한다고 생각해 보세요. 마주보고 손바닥치기를 해서 상대방을 넘어트리는데 심리전 걸지 말고 손바닥을 제대로 부딪힌다고 하면 자신은 뒤로 넘어지고 상대방도 상대방 입장에서 뒤로, 자신이 볼 때에는 자신이 넘어진 방향의 반대로 넘어지는 것이 그 얘입니다.

두 힘을 합치면 알짜힘이 0이 되고 관성의 법칙을 적용해야 하지 않냐구요? 아닙니다. 알짜힘을 구할 때, 같은 물체가 받는 힘만 합칠 수 있습니다. 영희와 철수가 손바닥치기를 하면, 영희는 철수에 의해 뒤쪽으로 힘을 받을 것입니다. 그리고 철수도 영희에 의해 뒤쪽(영희 입장에서는 앞쪽)으로 힘을 받을 것입니다. 힘 하나는 영희가 받는 것이고 다른 힘 하나는 철수가 받는 힘입니다. 그 힘을 받는 주체가 다르기 때문에 알짜힘이 0이 될 수 없습니다.

이 법칙을 이유로 일진들이 애들 때려놓고 자기 손이 아프다는 개소리를 늘어놓는데 그냥 무시합시다

상대성이론

잠깐 왜 보스가 벌써 나오지

파동

본격 양자역학 튜토리얼

양자 물리

상대성이론이 보스인지, 이쪽이 보스인지 모르겠다. 그리고 현대에는 이 둘을 합치려고 노력중이다.