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뉴턴의 운동의 법칙

뉴턴의 운동의 법칙

아이작 뉴턴의 운동 법칙 세 가지를 소개하는 애니메이션인데 이 법칙들은 고전역학을 위한 기반을 다졌다.

물리학

검색어

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관련 엑스트라

질문

  • 움직이는 개체에 작용하는 물리력이 없다면 어떻게 될 것입니까?
  • 지표에서 개체가 등속 선운동을 하는 것을 유지하기 위해서 물리력을 왜 작용해야 합니까?
  • 지구는 공을 1 N의 물리력으로 끕니다. 그러면 공은 지구를 얼마나 큰 물리력으로 끕니까?
  • 물량이 다른 두 개체는 서로 얼마나 큰 중력을 작용합니까?
  • 두 대의 우주선에 힘이 행사합니다. 둘 중에서 하나의 질량이 더 큽니다. 어느의 가속이 더 클까요?
  • 개체의 자연 상태는 무엇입니까?
  • 뉴턴의 제일 중요한 작품이 무엇입니까?
  • 어느가 뉴턴이 출판한 것이 아닙니까?
  • 뉴턴은 어느 분야에서 활동하지 않았습니까?

장면

뉴턴의 제1운동법칙

  • 한 개체는 외력에서 영향을 받을 때까지 멈춘 채로 남아 있거나 변화 없이 등속 선운동을 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 움직이는 개체에 마찰이 작용한다. 이 마찰은 개체의 행동상태를 변경시키는데 즉 느리게 한다. (감속은 음가속도다.) 마찰이 없었다면 개체는 등속 운동을 계속 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 마찰은 움직이는 개체에 계속 작용하는데 개체의 행동상태를 변경하려고 한다. 등속 선운동을 유지하려면 힘을 행사해야 한다. 이 무리력은 다른 힘, 즉 마찰을 이겨내는 데에 필요하다.
  • 견인력 - 마찰이 움직이는 개체를 느리게 하기 때문에 이 물리력의 작용이 필요하다. 견인력과 마찰은 규모가 같고 방향이 반대할 때, 즉 개체에 작용하는 알짜 힘이 없을 때 개체는 등속 선운동을 할 것이다. 그러니까 책상 위에서 움직이는 개체가 어느 새 멈추게 되는 사실은 뉴턴의 법칙을 부정하지 않는다. 왜냐하면 그 개체에 마찰이 계속 작용하기 때문이다.
  • 한 개체의 가속은 그에 작용하는 물리력에 비례하고 그 물리력의 쪽으로 향한다. (F = ma)
  • 추진력 - 엔진은 우주선에 추진력을 가하므로 반다방향으리 나아가게 한다. 우수에는 마찰이 거의 없기 때문에 우수선은 등속 선운동을 계속하게나 정지 상태로 남아 있을 것이다.
  • 같은 추진력
  • 더 작은 질량의 개체
  • 더 큰 질량의 개체 - 질량이 더 큰 개체는 개체들에 같은 힘이 가할 때 덜 가속될 것이다. 질량은 어떤 힘에 의해 가속될 때 마찰이 되며 즉 무력의 단위다.
  • 같은 질량
  • 더 작은 추진력
  • 더 큰 추진력 - 두 개의 개체는 질량이 같다면 둘 중에서 더 큰 힘이 작동하는 개체는 가속이 더 클 것이다.
  • 한 개체는 다른 개체에 물리력을 작용할 때 동시에 그 다른 개체도 같은 식으로 이 개체에 물리력을 작용하는 것이다. 이 두 물리력은 규모가 같고 방향은 반대다.
  • 물리력 - 우주 비행사는 공에 이 물리력을 작용한다. 때문에 공이 가속된다.
  • 반대 세력 - 공은 우주 비행사에 이 물리력을 작용한다. 때문에 우주 비행사는 가속된다.
  • 물리력 - 총알을 총신을 통해 밖으로 나아가게 한다.
  • 반대 세력 - 총이 반동이 생기게 한다.
  • 물리력
  • 반대 세력 - 공은 바닥에 힘을 행사하는 동안 바닥은 공에 방대방향인 힘을 똑같이 행사한다. 이 때문에 공이 다시 올라온다.
  • 물리력 (질량) - 사과는 나뭇가지, 아니면 역량계를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 나뭇가지나 역량계는 사과를 이 물리력을 통해 끈다. 사과의 중력을 균형을 이루게 한다. 만약 그렇지 않았다면 사과는 같은 방향으로 가속될 것이다.
  • 물리력 (질량) - 지구는 사과를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 사과는 지구를 이 물리력을 통해 끈다.

뉴턴의 제1운동법칙에 따르면 선운동의 개체, 아니면 정지 상태의 개체는 다 외력이 가해질 때까지 같은 상태로 남아 있을 것이다. 그러니까 운동은 상태이고 유지하는 데에 힘이 필요가 없고 변경하는 데에 힘이 필요하다고 한다.

뉴턴 이전에, 과학자들은 운동을 유지하는 데에 힘이 필요하다고 믿었다. 왜냐하면 작용하는 힘이 없다면 개체는 정지 상태로 남아 있기 때문이다. 사실은, 운동시작하는 데도, 끝내는 데도 필요하는데 마찰은 우리를 쉽게 속일 수 있다.

책상 위에서 움직이는 개체는 행사하는 힘이 없기 때문에 멈추지 않고 마찰이 있기 때문에 멈추게 되며 마찰은 개체의 운동 상태를 바꾼다. 개체의 등속 선운동을 유지하려면 그에 을 작용해야한다. 그러나 우리는 이 물리력으로 마찰에 대한 대항세력 이루기만 한다.

무력은 특정적인 기준틀의 경우, 즉 관성계에서만 유효한데 가속이 아예 없다. 예를 들면 빨라지는 자동차는 관성계에 있지 않다: 자동차 안에서 앉을 때 우리는 우리에게 작용되는 힘이 없어도 좌석에 대고 밀리게 된다. 거대한 천체에서 멀리 마찰이 없는 우주에서 움직이는 우주선관성계의 좋은 사례다.

뉴턴의 제2운동법칙

  • 한 개체는 외력에서 영향을 받을 때까지 멈춘 채로 남아 있거나 변화 없이 등속 선운동을 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 움직이는 개체에 마찰이 작용한다. 이 마찰은 개체의 행동상태를 변경시키는데 즉 느리게 한다. (감속은 음가속도다.) 마찰이 없었다면 개체는 등속 운동을 계속 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 마찰은 움직이는 개체에 계속 작용하는데 개체의 행동상태를 변경하려고 한다. 등속 선운동을 유지하려면 힘을 행사해야 한다. 이 무리력은 다른 힘, 즉 마찰을 이겨내는 데에 필요하다.
  • 견인력 - 마찰이 움직이는 개체를 느리게 하기 때문에 이 물리력의 작용이 필요하다. 견인력과 마찰은 규모가 같고 방향이 반대할 때, 즉 개체에 작용하는 알짜 힘이 없을 때 개체는 등속 선운동을 할 것이다. 그러니까 책상 위에서 움직이는 개체가 어느 새 멈추게 되는 사실은 뉴턴의 법칙을 부정하지 않는다. 왜냐하면 그 개체에 마찰이 계속 작용하기 때문이다.
  • 한 개체의 가속은 그에 작용하는 물리력에 비례하고 그 물리력의 쪽으로 향한다. (F = ma)
  • 추진력 - 엔진은 우주선에 추진력을 가하므로 반다방향으리 나아가게 한다. 우수에는 마찰이 거의 없기 때문에 우수선은 등속 선운동을 계속하게나 정지 상태로 남아 있을 것이다.
  • 같은 추진력
  • 더 작은 질량의 개체
  • 더 큰 질량의 개체 - 질량이 더 큰 개체는 개체들에 같은 힘이 가할 때 덜 가속될 것이다. 질량은 어떤 힘에 의해 가속될 때 마찰이 되며 즉 무력의 단위다.
  • 같은 질량
  • 더 작은 추진력
  • 더 큰 추진력 - 두 개의 개체는 질량이 같다면 둘 중에서 더 큰 힘이 작동하는 개체는 가속이 더 클 것이다.
  • 한 개체는 다른 개체에 물리력을 작용할 때 동시에 그 다른 개체도 같은 식으로 이 개체에 물리력을 작용하는 것이다. 이 두 물리력은 규모가 같고 방향은 반대다.
  • 물리력 - 우주 비행사는 공에 이 물리력을 작용한다. 때문에 공이 가속된다.
  • 반대 세력 - 공은 우주 비행사에 이 물리력을 작용한다. 때문에 우주 비행사는 가속된다.
  • 물리력 - 총알을 총신을 통해 밖으로 나아가게 한다.
  • 반대 세력 - 총이 반동이 생기게 한다.
  • 물리력
  • 반대 세력 - 공은 바닥에 힘을 행사하는 동안 바닥은 공에 방대방향인 힘을 똑같이 행사한다. 이 때문에 공이 다시 올라온다.
  • 물리력 (질량) - 사과는 나뭇가지, 아니면 역량계를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 나뭇가지나 역량계는 사과를 이 물리력을 통해 끈다. 사과의 중력을 균형을 이루게 한다. 만약 그렇지 않았다면 사과는 같은 방향으로 가속될 것이다.
  • 물리력 (질량) - 지구는 사과를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 사과는 지구를 이 물리력을 통해 끈다.

뉴턴의 제2운동법칙에 따르면 개체에 작용하는 가속, 그리고 알짜힘정비례하다.

개체에 작용하는 힘은 2배, 3배 증가된다면 개체의 가속도 2배, 3배 증가될 것이다. 비례상수는 질량이다. 개체의 질량은 2배, 3대 많다면 같은 물리력에 의해도 가속은 2배, 3배 느린다.

질량은 개체의 가속에 대한 저항을 정한다. 그러니까 질량은 무력의 척도이다.
공식은 다음과 같다: F = ma
질량의 단위킬로그램이고 가속의 단위는 m/s²이다. 따라서 힘의 단위는 킬로그램 (m/s²), 아니면 뉴턴(N)이다.
1 N일 킬로그램의 개체를 1 m/s²의 속도로 가속하는 데에 필요한 단위다.

뉴턴의 제3운동법칙

  • 한 개체는 외력에서 영향을 받을 때까지 멈춘 채로 남아 있거나 변화 없이 등속 선운동을 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 움직이는 개체에 마찰이 작용한다. 이 마찰은 개체의 행동상태를 변경시키는데 즉 느리게 한다. (감속은 음가속도다.) 마찰이 없었다면 개체는 등속 운동을 계속 할 것이다.
  • 운동마찰력 - 마찰은 움직이는 개체에 계속 작용하는데 개체의 행동상태를 변경하려고 한다. 등속 선운동을 유지하려면 힘을 행사해야 한다. 이 무리력은 다른 힘, 즉 마찰을 이겨내는 데에 필요하다.
  • 견인력 - 마찰이 움직이는 개체를 느리게 하기 때문에 이 물리력의 작용이 필요하다. 견인력과 마찰은 규모가 같고 방향이 반대할 때, 즉 개체에 작용하는 알짜 힘이 없을 때 개체는 등속 선운동을 할 것이다. 그러니까 책상 위에서 움직이는 개체가 어느 새 멈추게 되는 사실은 뉴턴의 법칙을 부정하지 않는다. 왜냐하면 그 개체에 마찰이 계속 작용하기 때문이다.
  • 한 개체의 가속은 그에 작용하는 물리력에 비례하고 그 물리력의 쪽으로 향한다. (F = ma)
  • 추진력 - 엔진은 우주선에 추진력을 가하므로 반다방향으리 나아가게 한다. 우수에는 마찰이 거의 없기 때문에 우수선은 등속 선운동을 계속하게나 정지 상태로 남아 있을 것이다.
  • 같은 추진력
  • 더 작은 질량의 개체
  • 더 큰 질량의 개체 - 질량이 더 큰 개체는 개체들에 같은 힘이 가할 때 덜 가속될 것이다. 질량은 어떤 힘에 의해 가속될 때 마찰이 되며 즉 무력의 단위다.
  • 같은 질량
  • 더 작은 추진력
  • 더 큰 추진력 - 두 개의 개체는 질량이 같다면 둘 중에서 더 큰 힘이 작동하는 개체는 가속이 더 클 것이다.
  • 한 개체는 다른 개체에 물리력을 작용할 때 동시에 그 다른 개체도 같은 식으로 이 개체에 물리력을 작용하는 것이다. 이 두 물리력은 규모가 같고 방향은 반대다.
  • 물리력 - 우주 비행사는 공에 이 물리력을 작용한다. 때문에 공이 가속된다.
  • 반대 세력 - 공은 우주 비행사에 이 물리력을 작용한다. 때문에 우주 비행사는 가속된다.
  • 물리력 - 총알을 총신을 통해 밖으로 나아가게 한다.
  • 반대 세력 - 총이 반동이 생기게 한다.
  • 물리력
  • 반대 세력 - 공은 바닥에 힘을 행사하는 동안 바닥은 공에 방대방향인 힘을 똑같이 행사한다. 이 때문에 공이 다시 올라온다.
  • 물리력 (질량) - 사과는 나뭇가지, 아니면 역량계를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 나뭇가지나 역량계는 사과를 이 물리력을 통해 끈다. 사과의 중력을 균형을 이루게 한다. 만약 그렇지 않았다면 사과는 같은 방향으로 가속될 것이다.
  • 물리력 (질량) - 지구는 사과를 이 물리력을 통해 끈다.
  • 반대 세력 - 사과는 지구를 이 물리력을 통해 끈다.

작용 반작용의 법칙 (뉴턴의 제3운동법칙)에 따르면 한 개체는 다른 개체을 작용할 때 두번째 개체도 동시 첫째 개체에 힘을 행사할 것이다. 이 두 물리력은 규모같고 방향반대다. 따라서 물리력은 항상 쌍으로 작동한다는 뜻이다.

원리우수선의 경우에서도 쓰인다. 작용은 노즐에서 연소하는 가수의 축출에 의해 생긴 이다. 반동력은 우주선을 반대방향으로 직진하게 한다.

우리 은 땅, 바닥에 힘을 행사하는 동안 바닥은 마찬가지로 우리 발에 힘을 가한다. 어떤 개체를 지구 쪽으로 끄는 힘은 지구를 그 개체 쪽으로 끄는 힘과 똑같다.

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