물리학 I

출처: 앤드류 더피, 박사, 물리학과, 보스턴 대학, 보스턴, 석사 이 실험은 상호 작용하는 두 개체와 관련된 다양한 상황에서 검사합니다. 먼저 실험에서는 두 개체가 충돌하는 동안 서로 적용되는 힘을 검사합니다. 오브젝트는 가변 질량이 있는 바퀴달린 카트입니다. 이 실험의 목적은 두 번째 카트가 첫 번째 카트가 첫 번째 에 다시 발휘하는 힘과 동일한 크기와 이 두 힘이 다른 크기를 갖는 경우와 동일한 크기인 경우를 발견하는 것입니다. 둘째, 한 카트가 두 번째 수레를 밀거나 당길 때 두 오브젝트가 서로 가하는 힘을 검사합니다. 다시 말하지만, 두 세력의 진도가 같고 크기가 다른 상황을 탐구하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험의 목적은 힘에 의해 행동되는 글라이더의 가속을 측정하여 뉴턴의 두 번째 법칙을 사용하여 힘의 구성 요소와 모션과의 관계를 이해하는 것입니다. 일상 생활에서 운동의 거의 모든 측면은 아이작 뉴턴의 운동의 세 가지 법칙을 사용하여 설명 할 수 있습니다. 그들은 움직이는 물체가 어떻게 움직이는경향이 있는지 (첫 번째 법칙), 그물 힘 (두 번째 법칙)에 의해 행동 할 때 물체가 가속화되며, 물체에 의해 가해지는 모든 힘은 그 개체 (세 번째 법칙)에 다시 가해지는 동등하고 반대의 힘을 갖습니다. 거의 모든 고등학교 및 학부 역학은 이러한 간단한 개념을 기반으로합니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험에서는 벡터가 여러 방향으로 추가하고 빼는 방법을 보여 줍니다. 목표는 여러 벡터의 추가 또는 뺄셈을 과질적으로 계산한 다음 실험적으로 계산을 확인하는 것입니다. 벡터는 크기와 방향을 모두 갖춘 개체입니다. 벡터의 크기는 단순히 길이로 표시되며 방향은 일반적으로 x-축으로만드는 각도로 정의됩니다. 힘은 벡터이므로 벡터의 물리적 표현으로 사용할 수 있습니다. 병력 시스템을 설정하고 힘 사이의 평형을 생성할 추가 병력을 찾아서 벡터 시스템을 실험적으로 검증할 수 있습니다.

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험은 1차원과 2차원의 모션 역학을 보여줍니다. 이 실험실은 투사체를 직접 위쪽으로 발사하고 도달한 최대 높이를 측정하여 일정한 가속 하에 1차원으로 모션을 연구하는 것으로 시작합니다. 이 랩은 도달한 최대 높이가 아래 파생된 운동 방정식과 일치하는지 확인합니다. 2 차원의 모션은 각도 θ에서공을 발사하여 시연됩니다. 아래의 운동 방정식을 사용하여 초기 속도, 총 시간 및 궤적 각도에 따라 발사체가 착륙하는 거리를 예측할 수 있습니다. 이것은 y-및 x-방향에서각각 가속을 사용 하 고 밖으로 운동 모션을 보여줍니다.

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 전설에 따르면 아이작 뉴턴은 나무에서 사과가 떨어지는 것을 보았다고 합니다. 그는 사과의 가속을 발견하고 사과에 작용하는 힘이 있었을 것이라고 추론했다. 그런 다음 중력이 나무 꼭대기에서 행동할 수 있다면 더 먼 거리에서 행동할 수도 있다고 추측했다. 그는 달의 움직임과 행성의 궤도를 관찰하고 결국 중력의 보편적 인 법칙을 공식화했다. 법에 따르면 우주의 모든 입자는 질량의 제품에 비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 다른 모든 입자를 끌어 들인다고 명시되어 있습니다. 이 힘은 두 입자에 결합하는 선을 따라 작동합니다. 지구 중력으로 인해 지구 표면의 가속 물체인 중력 가속 g가 이 실험실에서 측정됩니다. 지구 표면의 물체에 중력의 크기를 설명하기 때문에 이 값을 정확하게 아는 것은 매우 중요합니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험의 목표는 모멘텀 의 보존의 개념을 테스트하는 것입니다. 마찰이 거의 없는 표면을 설정하면 초기 및 마지막 순간을 포함하여 움직이는 물체 간의 충돌을 연구할 수 있습니다. 추진력의 보존은 물리학에서 가장 중요한 법률 중 하나입니다. 물리학에서 보존되는 경우 초기 값은 최종 값과 같습니다. 모멘텀의 경우, 이는 시스템의 전체 초기 모멘텀이 총 최종 모멘텀과 동일하다는 것을 의미합니다. 뉴턴의 두 번째 법칙에 따르면 개체의 힘은 시간이 지남에 따라 개체의 추진력의 변화와 동일합니다. 이 사실은 모멘텀이 보존된다는 생각과 결합되어 고전 역학의 작동을 뒷받침하며 강력한 문제 해결 도구입니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험의 목표는 마찰의 두 가지 유형의 물리적 특성을 검사하는 것입니다(즉, 정적 및 운동). 절차는 수평으로 슬라이딩 개체뿐만 아니라 경사 평면 아래로 슬라이딩 에 대한 마찰의 계수를 측정 포함됩니다. 마찰은 완전히 이해되지는 않지만, 실험적으로 물체에 가해지는 정상 힘에 비례한다고 판단된다. 현미경이 접촉하는 두 표면을 확대하면 표면이 작은 규모로 매우 거칠다는 것을 알 수 있습니다. 이렇게 하면 표면이 서로 쉽게 미끄러지지 못하게 됩니다. 거친 표면의 효과를 재료의 원자 사이의 전기력과 결합하면 마찰력을 고려할 수 있습니다. 마찰에는 두 가지 유형이 있습니다. 오브젝트가 움직이지 않고 해당 오브젝트를 움직이려면 약간의 힘이 필요할 때 정적 마찰이 존재합니다. 물체가 이미 움직이고 있지만 슬라이딩 표면 간의 마찰로 인해 속도가 느려질 때 운동 마찰이...

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 잠재적인 에너지는 물리학에서 중요한 개념입니다. 잠재적 에너지는 주변 을 기준으로 물체의 위치에 의존하는 힘과 관련된 에너지입니다. 다른 비디오에서 논의되는 중력 잠재적 에너지는 지상 물체의 높이에 직접적으로 비례하는 에너지입니다. 마찬가지로, 스프링 잠재 에너지를 정의할 수 있으며, 이는 완화된 상태에서 스프링의 변위에 직접적으로 비례합니다. 늘거나 압축된 스프링은 물체에 대한 작업을 수행할 수 있기 때문에 잠재적인 에너지를 가지고 있습니다. "일을 할 수있는 능력"은 종종 에너지의 기본 정의로 인용됩니다. 이 비디오는 스프링에 저장된 잠재적 인 에너지를 보여줍니다. 또한 스프링의 복원 력 방정식 또는 Hooke의 법칙을 확인합니다. 스프링 상수는 다른 탄성의 스프링에 대해 다릅니다. Hooke의 법칙은 검증되고 스프링 상수는 중단된 스프링에 다양한...

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 평형은 일상 생활에서 매우 중요한 역학의 특별한 경우입니다. 개체 또는 시스템의 순 힘 및 그물 토크가 모두 0일 때 발생합니다. 즉, 선형 및 각도 가속모두 0입니다. 따라서, 개체는 쉬거나 질량의 중심이 일정한 속도로 이동한다. 그러나 시스템 내의 오브젝트에 대한 어떤 힘이 작용하지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다. 사실, 지구상에는 어떤 세력도 주어진 물체에 따라 행동하지 않는 시나리오는 거의 없습니다. 사람이 다리를 가로 질러 걷는 경우, 그들은 질량에 비례하는 다리에 하향 힘을 발휘하고, 다리는 사람에 동등하고 반대 상승 힘을 발휘한다. 경우에 따라, 다리는 사람의 하향 힘에 대응하여 구부러질 수 있으며, 극단적 인 경우 힘이 충분히 크면 다리가 심각하게 변형되거나 심지어 골절 될 수 있습니다. 평형에서 물체의 이 굴곡에 대한 연구는...

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험의 목적은 토크의 구성 요소를 이해하고 평형을 달성하기 위해 시스템에서 여러 토크의 균형을 맞추는 것입니다. 힘이 선형 가속을 일으키는 방법과 마찬가지로 토크는 회전 가속을 일으키는 힘입니다. 그것은 힘의 생성과 회전축으로부터의 힘의 거리로 정의된다. 시스템의 토크 합계가 0과 같으면 시스템에 각도 가속이 없습니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 관성은 가속되는 객체의 저항이다. 선형 운동학에서 이 개념은 개체의 질량과 직접 관련이 있습니다. 개체가 많을수록 해당 오브젝트를 가속화하려면 더 많은 힘이 필요합니다. 이것은 힘이 대량 시간 가속과 동일하다는 것을 명시하는 뉴턴의 두 번째 법칙에서 직접 볼 수 있습니다. 회전의 경우 회전 관성이라는 유사한 개념이 있습니다. 이 경우 회전 관성은 회전 가속되는 객체의 저항입니다. 회전 관성은 질량뿐만 아니라 회전 중심에서 질량의 거리에 의존한다. 이 실험의 목표는 두 개의 회전 질량의 회전 관성을 측정하고 회전 축으로부터 질량과 거리에 대한 의존성을 결정하는 것입니다.

출처: 니콜라스 티몬스, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학학과, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 각 각도 추진력은 관성의 순간과 물체의 각도 속도의 산물로 정의됩니다. 선형 아날로그와 마찬가지로 각 각도 모멘텀은 보존되므로 시스템에 외부 토크가 없는 경우 시스템의 전체 각도 모멘텀이 변경되지 않습니다. 토크는 힘의 회전에 해당합니다. 그것은 보존하기 때문에, 각 운동량은 물리학에서 중요한 수량이다. 이 실험의 목표는 회전 막대의 각 모멘텀을 측정하고 각 기량의 보존을 사용하여 두 개의 회전 데모를 설명하는 것입니다.

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 이 실험은 작업 에너지 원리를 보여줍니다. 에너지는 과학에서 가장 중요한 개념 중 하나이며 정의하기가 간단하지 않습니다. 이 실험은 중력 전위 에너지와 번역 운동 에너지라는 두 가지 종류의 에너지를 다룰 것입니다. 중력 전위 에너지는 중력장에 배치되어 물체가 소유하는 에너지로 정의됩니다. 지상 의 높은 물체는 큰 중력 잠재적 인 에너지를 가지고 있다고합니다. 한 위치에서 다른 위치로 움직이는 오브젝트에는 번역 운동 에너지가 있습니다. 에너지의 가장 중요한 측면은 모든 유형의 에너지의 합계가 보존된다는 것입니다. 즉, 이벤트 전후시스템의 총 에너지는 전적으로 또는 부분적으로 다른 종류의 에너지로 옮겨질 수 있지만, 이벤트 전후에는 총 에네러러가 동일하다. 이 실험실은 이러한 보존을 보여줍니다. 에너지는 기계 에너지를 작업과 관련된 "작업 능력"으로 정의할...

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 뜨거운 난로에 물 냄비를 놓으면, 열은 난로에서 물로 "흐르다"고합니다. 두 개 이상의 물체가 서로 열 접촉에 배치되면 열이 뜨거워지는 오브젝트에서 차가운 물체로 자발적으로 흐르거나 오브젝트 사이의 온도를 균등화하는 방향으로 흐릅니다. 예를 들어, 얼음 조각이 실온 물 한 잔에 넣으면 물에서 얼음 큐브로 가열되어 녹기 시작합니다. 종종 용어 "열"은 일반적으로 단순히 무언가의 온도를 참조하기 위해 일관되지 않게 사용됩니다. 열역학의 맥락에서, 열은, 일같이, 에너지의 전송으로 정의됩니다. 열은 온도 차이로 인해 한 물체에서 다른 물체로 에너지가 전달됩니다. 또한, 절연 된 열역학 시스템의 총 에너지는 일정 - 즉, 에너지는 시스템 내의 다른 물체로부터 전송 될 수 있으며 에너지의 다른 유형으로 변환 할 수 있지만, 에너지를 생성하거나 파괴 할 수...

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아 열역학의 두 번째 법칙은 자연의 기본 법칙입니다. 시스템의 엔트로피는 항상 시간이 지남에 따라 증가하거나 시스템이 정상 상태이거나 "뒤집을 수있는 과정"을 겪고있을 때 이상적인 경우 일정하게 유지된다는 것을 명시합니다. 시스템이 돌이킬 수없는 과정을 겪고있다면 시스템의 엔트로피는 항상 증가합니다. 즉, 엔트로피, ΔS의 변화는 항상 0보다 크거나 동일하다는 것을 의미합니다. 시스템의 엔트로피는 시스템이 달성 할 수있는 미세한 구성의 수의 척도이다. 예를 들어, 알려진 부피, 압력 및 온도를 가진 용기의 가스는 개별 가스 분자의 가능한 구성의 엄청난 수를 가질 수 있습니다. 컨테이너가 열리면 가스 분자가 빠져나와 구성 수가 급격히 증가하여 본질적으로 무한대에 접근합니다. 컨테이너가 열리면 엔트로피가 증가한다고 합니다. 따라서 엔트로피는 시스템의 "장애"의...