[일반물리학] Serway 대학물리학 1+2/10강 Chapter 5. Newton 운동법칙 활용 (Physics, vertical force, tension, weight)

질문 요약

줄에 매달려있을 경우, N(수직항력)을 T(장력)으로 대체해야 하나요? 그리고 무게=mg니까 Fg를 무게와 같이 취급해도 되는 건가요?

답변 요약

오개념을 정리하고 진행하는 것이 좋습니다. 지표면의 물체에 작용하는 중력의 반작용력은 수직항력(N)이 아닙니다. 수직항력은 접촉면과의 접촉에 의해 나타나는 현상적인 힘입니다. 지구가 물체를 잡아당기는 중력의 반작용은 물체가 지구를 당기는 힘입니다. 신호등 문제에서는 신호등에 연결된 줄이 잡아당기는 힘 T3와 중력이 힘의 평형을 이루기 때문에 정지상태를 유지한다고 했습니다. 그래서, T3는 중력과 서로 상쇄되는 효과를 일으킨다는 의미에서 T3-mg=0이라고 설명할 수 있습니다.

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[일반물리학] Serway 대학물리학 1+2/10강 Chapter 5. Newton 운동법칙 활용

이번 시간에는 Serway 대학물리학 교재의 1+2/10강 Chapter 5인 Newton 운동법칙의 활용에 대해 알아보겠습니다. 이번 강의에서는 주어진 문제에서 수직항력(N)을 장력(T)으로 대체해야 하는지, 그리고 무게를 어떻게 다루어야 하는지에 대해 질문이 있었습니다.

먼저, 수직항력(N)과 장력(T)에 대해 이해해야 합니다. 수직항력은 물체가 접촉면과의 접촉에 의해 나타나는 현상적인 힘입니다. 예를 들어 물체가 탁자 위에 올려져 있는 경우, 물체에 작용하는 중력의 반작용력이 수직항력입니다. 따라서, 줄에 매달려있는 경우에는 수직항력이 아니라 장력이 작용합니다. 즉, 줄에 매달려있는 물체에 작용하는 힘은 장력(T)입니다.

무게에 대해서도 오해가 있을 수 있습니다. 무게는 물체의 질량(m)에 중력 가속도(g)를 곱한 값으로 정의됩니다. 따라서, 무게는 mg로 표현됩니다. 이때, 중력은 지구가 물체를 당기는 힘이며, 중력의 반작용은 물체가 지구를 당기는 힘입니다. 따라서, 중력의 크기는 무게와 같고, 중력을 Fg로 표기할 수 있습니다.

이해를 돕기 위해 신호등 문제를 예로 들어보겠습니다. 신호등에 연결된 줄이 잡아당기는 힘을 T3라고 하면, T3와 중력(g)은 힘의 평형을 이루기 때문에 신호등은 정지상태를 유지합니다. 따라서, T3-mg=0이라고 설명할 수 있습니다. 이때, T3는 중력과 상쇄되는 효과를 일으키는 장력입니다.

따라서, 수직항력(N)과 장력(T)은 서로 다른 개념이며, 줄에 매달려 있는 경우에는 장력(T)을 사용해야 합니다. 또한, 무게는 mg로 표기하고 중력과 상쇄되는 힘이나 평형을 설명할 때 사용할 수 있습니다.

이상으로 Serway 대학물리학 1+2/10강 Chapter 5인 Newton 운동법칙의 활용에 대한 질문에 대한 답변을 마치겠습니다.

키워드 : 물리, 수직항력, 장력, 무게

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