본문 바로가기
반응형

과학72

힘과 에너지 관계, 알고 보면 관점 차이? 물리학에는 두가지 중요한 개념이 있습니다. 하나는 힘, 하나는 에너지입니다. 고전역학에서 말하는 힘과 에너지가 우리가 일반적으로 사용하는 개념과는 차이가 있습니다. 알고는 있지만 막상 설명하려면 뭐가 다른지 콕 집어 말하기 어렵지 않으신가요? 물리학에서 말하는 힘과 에너지는 무엇일까요? 이 둘은 어떻게 다를까요? 힘과 에너지 무엇일까?이 질문에 답하려면 먼저 "힘"이 무엇인지 정확하게 알아야 합니다. 힘은 물체의 운동 상태를 변화시키는 원인입니다. 예를 들어, 당신이 지하철 플랫폼에 서있다고 해봅시다. 당신의 상태는 정지한 상태입니다. 갑자기 누군가 뒤에서 튀어나와 당신과 부딪혔습니다. 당신은 옆으로 밀려나겠죠. 그때 당신의 상태는? 얼마인지 정확히는 몰라도 특정 가속도(a)로 운동하고 있는 상태겠죠. .. 2024. 10. 16.
물리학은 수식이 왜 이렇게 많을까? 수학으로 표현하는 세상 물리학을 공부하다 보면 뉴턴의 운동 방정식, 운동량 보존 법칙, 에너지 보존 법칙 등 마치 우리를 골탕 먹이려고 작정이라도 한 듯, 복잡한 공식들이 쏟아져 나옵니다. 하지만 이렇게 다양한 방정식이 존재하는 이유는 문제에 따라 가장 적합한 접근법을 사용하기 위해서입니다. 마치 요리할 때 재료와 상황에 따라 칼, 도마, 냄비 등 다양한 도구를 사용하는 것처럼 말이죠.   왜 수식이 많이 필요할까? 그것은 문제마다 우리가 알 수 있는 조건이 다르기 때문입니다. 예를 들어, 자동차 충돌 사고처럼 짧은 시간 동안 큰 힘이 작용하는 경우에는 힘과 가속도를 이용하는 것이 유용합니다. 당구공의 충돌처럼 외부 힘이 작용하지 않는 경우에는 운동량 보존 법칙을 이용하는 것이 더 효과적입니다. 반면, 롤러코스터처럼 위치에 따.. 2024. 10. 16.
고전역학 한 마디로 요약하면? 고전역학 배워야 하는 이유 "지금 어디서 뭐해? 거기 왜 갔어?" 엄마한테 온 전화는 대부분 이렇게 시작합니다. 이 익숙한 잔소리가 사실 고전역학의 핵심질문과 같다는 사실을 아시나요? 엄마의 질문은 현재 위치(어디야?)와 운동 상태(뭐해?), 상태의 원인(왜갔어?) 3가지를 묻고 있습니다. 질문의 의도는 아마도 제가 언제 집에 올지 예측하고 싶기 때문이겠죠?  엄마의 질문은 과거 훌륭한 물리학자들의 질문과 같습니다. 왜 이런걸 궁금해 할까요? 현상의 원인과 현재 상태를 파악하면, 미래의 상태를 예측할 수 있다고 본 것이죠. 이것이 바로 고전역학의 핵심입니다. 조금 더 자세히 살펴볼까요?  고전역학이란?앞서 말한 것처럼 고전역학은 3가지 관심사가 있습니다. 우선, 현상의 상태입니다. 보통 위치와 속도로 표현할 수 있는 부분이죠. 다.. 2024. 10. 15.
물리학이 자연을 수학으로 번역하려는 이유 "물리학은 어떤 학문이야?" 제 전공이 물리학이라고 말하면, 많은 사람들이 이렇게 물어봅니다. 이런 질문을 받을 때마다 대답하기 참 어렵더군요. 경제학은 사회 전체의 관점에서 희소한 자원을 어떻게 사용하는지를 연구합니다. 경영학은 기업의 관점에서 이윤 극대화라는 목표를 실현하기 위해 경영활동의 효율성을 높이는 방법을 연구합니다. 그렇다면 물리학은 어떨까요? 물리학은 어떤 일을 하고, 어떤 종류가 있는지 살펴보도록 하겠습니다. 물리학이란?고대 이집트의 상형문자를 해독하는 학자들을 떠올려봅시다. 이들은 어떻게 숨겨진 의미를 밝혀낼까요? 먼저, 상형 문자를 관찰하고, 그림의 의미를 추측하지 않을까요? 여러 상형문자들을 비교해 반복되는 패턴을 찾아낼 수도 있겠죠? 이집트의 역사와 문화 등 이미 알려진 내용을 바.. 2024. 10. 15.
한국 과학기술 혁신이 사라진 3가지 이유 "과학기술 강국 대한민국!" 뉴스에서 흔히 접하는 말입니다. 하지만 현실은 그리 녹록지 않아 보입니다. 최근 스페인 스키마고 랩에서 발표한 기관 랭킹에서 국내 과학기술 분야 정부출연연구기관들이 100위권 밖으로 밀려나는 부진한 성적을 거두었기 때문입니다. 네이처 인덱스에서 IBS(21위), KIST(40위) 등 4곳이 100위 안에 들었다는 사실이 그나마 위안이지만, 전반적인 분위기는 썩 좋지 않습니다. 오늘은 스키마고 랩의 연구기관 순위 내용을 살펴보고, 대체 왜 이런 일이 일어난 건지 제가 생각하는 원인 3가지를 말씀드려보려 합니다.전 세계 연구기관 순위 스페인 스키마고 랩의 전 세계 연구기관의 순위를 조사한 결과가 나왔습니다. 스키마고 랩 랭킹은 논문 인용 수와 저널의 영향력을 함께 반영하여 신뢰도.. 2024. 10. 14.
단위 누가 정할까? 물리량 국제단위계 SI 물리학은 세상을 이해하는 학문이고, 그 언어가 바로 수학입니다. 우리 주변의 모든 것은 측정 가능한 양으로 표현될 수 있는데, 이것을 물리량이라고 합니다. 예를 들어, 책상의 길이, 사과의 무게, 자동차의 속도 등이 모두 물리량에 속합니다. 그리고 이러한 물리량을 수학적으로 표현하는 기본적인 도구가 바로 단위입니다. 오늘은 물리량이 왜 필요하고, 누가 정하는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.  물리량이 같아야 하는 이유만약 축구 경기에서 한국은 미터(m)를 사용하고, 브라질은 피트(ft)를 사용하여 경기장 크기를 측정한다면 어떻게 될까요? 심판 판정이나 선수들의 플레이에 혼란이 생길 수밖에 없겠죠. 물리량의 통일은 이러한 혼란을 방지하고, 전 세계 사람들이 공통된 규칙으로 활동할 수 있도록 돕는 역할을 합.. 2024. 10. 14.
반응형

티스토리툴바