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  • 물팍

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원운동도 가속운동이다: 구심력 안녕하세요! 저번 시간에는 원운동과 그에 관련된 몇 가지 개념에 대해서 알아보았습니다. 오늘은 원운동의 원동력인 '구심력'에 대해서 알아보겠습니다. 이번 글에서 소개할 원운동은 '속력'은 바뀌지 않고 운동방향만 원 궤적을 따라서 바뀌는 원운동에 대해서 알아볼 것입니다. 눈치채셨겠지만 원운동은 엄연히 '가속운동'입니다. 속력이 바뀌지 않는데 왜 가속운동이냐구요? 바로 운동방향이 바뀌기 때문이죠! 운동방향이 바뀌지 않는 운동은 '직선'운동을 해야합니다. 즉 속도'벡터'의 방향이 바뀌지 않아야 하죠. 하지만 원운동은? 원에 접하는 화살표가 물체의 속도벡터를 나타낸다고 하면, 두 화살표의 크기는 같아도 가리키는 방향은 엄연히 다릅니다. 즉, 이 물체는 속도가 변하는 가속운동을 하고 있습니다. 그렇다면 '가속운동.. 2024. 1. 29.
정보를 숫자에 담다: 기본 행 연산(elementary row operation) 안녕하세요! 오늘은 저번 글에 이어서 행렬의 기본 행 연산(elementary row operation)에 대해서 알아보도록 하겠습니다. '기본 행 연산'은 행렬의 생김새를 바꾸어서 행렬식을 편하게 구하도록 하거나 연립방정식을 풀기 위한 것입니다. 이 연산에는 3가지 규칙이 있습니다. 1. i행과 j행을 맞바꾼다. 2. i행에 0이 아닌 상수를 곱해서 j행에 더한다. 3. i행에 0이 아닌 상수 k를 곱한다. 이 연산법칙이 중요한 이유는 크기가 큰 연립방정식을 구할 때 계산을 조금 더 편하게 할 수 있습니다. 또는, 기본 행 연산을 통해서 행렬을 '대각행렬'과 비슷하게 만들거나 한 '행'이나 '열'에 0을 많이 만들면 행렬식을 구하는 것이 훨씬 수월해질 것입니다. 이제 기본 행 연산을 사용해서 연립방정식.. 2024. 1. 19.
정보를 숫자에 담다: 행렬식의 성질 안녕하세요! 저번 글에서 행렬식에 대해서 소개한 것에 이어 행렬식의 성질 몇 가지를 알아보겠습니다. 그전에 행렬식에 대해서 모르신다면 이 링크(https://wgco-physicspark.tistory.com/19)로 들어가주세요! 그럼 행렬식의 성질을 시작하겠습니다. 1. 행렬 A의 i행이나 j열에 상수 k를 곱해서 행렬 B를 얻었다면, 2. 행렬 A의 행 2개 또는 열 2개의 자리를 서로 바꿔서 행렬 B를 얻었다면, 3. 행렬 A에 서로 같은 행이 있거나 서로 같은 열이 있다면, 4. 행렬 A와 A의 전치행렬은 행렬식이 서로 같다. 5. 행렬 A와 행렬 B를 곱해서 도출된 행렬의 행렬식과 각각의 행렬식을 곱한 값은 같다. 6. 삼각행렬과 대각행렬의 행렬식은 주 대각 원소의 곱과 같다. 7. 단위행렬의.. 2024. 1. 18.
인생은 회전목마와 같다: 원운동(circular motion) 우리는 항상 앞을 보고 똑바로 걷기 위해서 직선 운동을 하려고 노력합니다. 하지만 그런다고 해서 실제로 우리가 '똑바로 걷고 있는 것일까요? 아닙니다! 우리가 생각하기에는 똑바로 걷더라도, 우주에서 우릴 바라보면 지구의 자전과 공전 때문에 우리는 항상 원운동을 하고 있습니다. 지구에서 완전히 직선 운동을 하는 것은 무리죠.... 우리는 똑바로 가고 있다고 생각하더라도 다른 사람의 시선으로 바라보면 아닐 수도 있습니다. 자연에서 교훈을 얻네요... 원운동은 우리 일상에서 너무나 흔히 발생하는 운동입니다. 그래서 저번 글에서 돌림힘에 관해 다룬 것에 이어 오늘은 원운동에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 원 운동의 시작은 원입니다. 일반적인 곡선을 아주아주 미세한 조각으로 잘라봅시다. 그렇다면 그 조각은 마치 .. 2024. 1. 17.
멀리 있을수록 가볍다: 돌림힘(torque) 여러분은 지렛대의 원리에 대해서 많이 들어보셨을 겁니다. 힘점과 받침점 사이의 거리는 길고 받침점과 작용점 사이의 거리는 짧을수록 적은 힘으로도 큰 힘의 효율을 볼 수 있습니다. 왜일까요? 바로바로 돌림힘 때문입니다! 돌림힘(torque), 토크는 우리 생활에서 아주아주아주 많이 쓰이는 만큼 아주 중요한 개념입니다. 오늘은 이 돌림힘에 관해서 이야기를 나눠보겠습니다. 돌림힘의 정의는 다음과 같습니다. 돌림힘, 즉 토크는 '질점의 위치벡터'와 위치벡터의 끝점에서 작용하는 '힘'의 외적입니다. 여기서 위치벡터의 시점은 질점의 회전축입니다. 이를 그림으로 나타내면 이렇게 되는 것이죠. 아직 외적에 대해서 모르신다면 (https://wgco-physicspark.tistory.com/10 '내적과 외적'편) 여.. 2024. 1. 17.
정보를 숫자에 담다: 행렬식(determinant) 안녕하세요! 저번 글에 이어서 오늘은 행렬식에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 행렬식은 정방행렬에서 구하는 하나의 값입니다. 행렬 A가 있다면, A의 행렬식은 이렇게 2가지 방법으로 나타낼 수 있습니다. 만약 A가 2x2 행렬이라면, 이렇게 구합니다. 기하학적인 의미는 (a,b), (c,d)를 위치벡터로 봤을 때 두 벡터가 만드는 평행사변형의 넓이와 같습니다. 그렇다면 여기서, 외적이 생각나지 않나요? 외적한 값의 크기는 바로 두 벡터의 크기를 곱한다음 두 벡터의 사잇각의 사인값을 곱하는 것이었습니다. (a,b)를 x벡터, (c,d)를 y벡터로 본다면 충분히 상상해볼 수 있습니다. 이와 같이 외적과 행렬식은 매우 밀접한 연관이 있습니다. 이제, 3x3 행렬의 행렬식을 봅시다. 이 식의 2x2 행렬식을 풀어.. 2024. 1. 16.