"실전 압축" 물리 - 2강: 힘

물체에 '힘'을 주면 속도가 변하는 것처럼 보인다.

 

 

그러나 뉴턴이 잘 관찰해본 결과, 속도가 변하는 것이 아니라 가속도가 변한다.

 

 

그리고 이를 정리한 것이 뉴턴 제 2법칙이다.

 

$$ F=ma $$

 

 

가속도가 변해서 속도도 변하는 것일 뿐이다.

 

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잠깐 벡터와 스칼라를 간단하게 설명하자면, 벡터는 방향이 있는 물리량, 스칼라는 방향이 없는 물리량이다.

 

가속도는 대표적인 벡터이고, 질량은 대표적인 스칼라이다.

 

그리고 벡터는 정수배하여 방향은 그대로 유지하면서 (또는 정반대로 바꾸면서) 크기를 늘리거나 줄일 수 있다.

F=ma도 똑같다. a는 벡터고 m은 스칼라이므로 F는 a라는 벡터를 m만큼 정수배한 벡터인 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

보통은 알짜힘 (F)이 주어지면 질량 (m)으로 나누어 물체의 가속도 (a)를 얻는다.

 

이 순서의 대표적인 예외는 중력인데, 중력은 모든 물체가 같은 힘 (F)이 아니라 같은 가속도 (a)를 갖도록 만든다.

 

그래서 중력은 a (= g = 9.8)에 질량(m)을 곱해서 중력 (F)을 얻는다.

 

 

 

 

 

 

ex) 자유 낙하하고 있는 5kg 물체를 중력과 반대 방향으로 5N 당길 때, 이 물체의 가속도의 크기는?

 

 

중력부터 위의 서술된 순서로 구해보면, F = 5 * 9.8 = 49 (N)

중력과 반대로 작용하는 힘만큼 빼보면 알짜힘은 아래 방향으로 49-5 = 44 (N)이다.

 

그럼 가속도는? F = ma에서 F에 44, m에 5를 대입하면 a = 8.8 (방향은 알짜힘과 같은 아래 방향!)