[정역학 요약정리] 1-2 기본개념 (Fundamental concepts)

1단원. 일반 원리 (General principles)

1-2 기본개념 (Fundamental concepts)

 

o 기본적인 양

  1) 길이
  2) 시간
  3) 질량 : 속도 변화에 대한 저항
  4) 힘 : 어떤 물체에 가한 밀거나 당기기. 붙어서 작용하는 경우도 있고 떨어져서 작용하는 경우도 있음

o 이상화 (Idealizations)

  - 어떤 이론을 간단하게 적용하기 위해 사용함. 
  - 세가지 주요한 이상화가 있음
  
  1) 입자 : 질량은 있지만 크기는 무시할 수 있음. 예를 들어 공전 궤도 상의 지구의 크기는 무시하고 질량만 고려할 수 있음. 
  2) 강체 : 상호간의 거리가 고정되어 있는 다수의 입자들의 모임. 변형이 일어나지 않음. 재료의 종류를 고려하지 않을 수 있음. 
  3) 집중하중 : 물체의 한 점에 하중이 작용. 물체 전체 면적에 비해 하중이 작용하는 영역이 작은 경우. 


o 뉴튼의 운동법칙

 1) 1법칙 (관성의 법칙) : 평형상태에 있는 물체는 그 상태를 유지하려는 경향이 있음. 
 2) 2법칙 (가속도의 법칙) : F=ma
 3) 3법칙 (작용 반작용 법칙) : 두 입자 간의 작용과 반작용 힘은 동일하고 방향이 반대이고 한 직선상에 위치함. 

o 뉴튼의 만유인력법칙

  - 뉴턴은 세가지 운동법칙을 발견하고 나서 두 입자 사이의 중력법칙을 제안함. 수식은 아래와 같음. 

  $F=G\frac{m_{1}m_{2}}{r^2}$

o 무게

- 중력이 당기는 힘이 무게임. 지구 질량을 $M_{e}$라고 하면 무게는 아래와 같이 정의됨. 

  $W=G\frac{mM_{e}}{r^2}$

- 만약 지구에서 물체를 떨어뜨린다면 가속도가 발생함.  W는 m에 작용하는 힘이므로, F=ma 로 해석하면 m을 제외한 나머지 부분은 가속도로 이해할 수 있음. 이때의 가속도를 중력가속도 g라고 정의함. 

  $g=G\frac{M_{e}}{r^2}$

  아래 식을 얻음. 

  $W=mg$