Newton's Law of Motion   뉴튼의 운동법칙, 뉴튼의 제1법칙, 뉴튼의 제2법칙, 뉴튼의 제3법칙

(2020-12-01)

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1. 뉴튼의 운동법칙 이란?운동 간의 상호 관계를 설명해주는 법칙
     - 운동의 인과 관계 (운동의 원인과 결과)
        . 실험적 증거에 기초함


2. 뉴튼의 제1법칙 (관성의 원리/관성 법칙) (the law of Inertia)

  ※ 물체는 관성을 보존하려는 경향이 있음

  ㅇ 등속 운동(또는,정지)하는 물체는, 그 물체에 가해지는 (외력)이 0 
     - (운동 관점)       외력이 없으면, 계속 등속 운동(또는,계속 정지)하려 함 
        . 외력을 받지않으면, 운동 속도 변화(운동량 변화)는 없음
           .. 즉, 가속도 a = 0, 운동량 변화 d(mv)/dt = 0
     - (힘의 평형 관점)  외부 의 합력이 0인 경우

     - [참고] ☞ 관성기준계 참조


3. 뉴튼의 제2법칙 (작용의 원리,가속도의 원리) (the law of Motion)

  ※ 물체의 속도를 변화시키는 요인이 (외력) 이라고 함

  ㅇ 즉, 질점이 불 평형 을 받을 때 운동 변화(가속)된다는 원리
     - `운동 변화는 물체에 작용하는 외력에 비례하며, 그 방향은 외력과 같은 방향임`
        .   F = ma = d(mv)/dt = d(p)/dt 
           .. (여기서,  F는, 질량 m 에 작용하는 알짜 )
     - `고립된 물체의 운동량 변화율은 그것에 작용한 알짜 외력(총 )과 같음`
        .   F = d(p)/dt
     - `합력은 물체의 선운동량(mv)의 시간변화율과 같음`
        .   F = d(mv)/dt

  ㅇ 뉴튼 제2법칙을 달리 표현하면,
     - ` 평형 법칙(Force Balance Law)` 또는 `모멘트 평형 법칙(Moment Balance Law)`라고함
        . 만일, 동일 물체에 2 이상의 /모멘트가 작용한 결과, 
           .. ① (불평형) 불평형 /모멘트가 있으면, 물체에 운동 변화(가속) 있게 되고,
           .. ② (평형) 그 /모멘트들의 합력이 0 이면, 물체가 관성의 법칙 만을 따르게 됨

     - 즉, 물체에 가해진 총 과 그 물체의 관성 반응 사이에 평형 관계를 말함
        . ( 평형)   
[# \sum^n_{i=1} \mathbf{F}_i = m\mathbf{a} = \dot{\mathbf{p}} #]
.. (F: ,m: 관성 질량,p: 선운동량) . (모멘트 평형)
[# \sum^n_{i=1} \mathbf{T}_i = I\mathbf{ω} = \dot{\mathbf{L}} #]
.. (T: 토크,I: 관성 모멘트,ω: 각가속도,L: 각운동량) - 여기서, 역학적 평형 상태이란, ☞ 역학적 평형 참조 . 가속도 운동을 하지 않는 상태 (a = 0, F = ma = 0) ㅇ 뉴튼 제2법칙의 주요 응용 - 운동의 예견 => 운동방정식 (통상, 위치에 대한 2계 미분방정식) . 물체가 을 받을때 어떻게 반응하는지를 알려줌 4. 뉴튼의 제3법칙 (작용과 반작용의 원리) (the law of Action-Reaction) ㅇ 모든 작용에는 그 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 있음 - 물체 사이에 작용하는 의 성질을 설명함 5. [인물/단위] ※ 뉴튼 (Isaac, Newton) : 17세기 영국 물리학자, 수학자 (1642-1727) - 운동법칙 및 만유인력법칙을 명확하고도 정확하게 체계화 이룩 - 추상적인 ``을 정량화시키고, 운동에 대해 이해할 수 있게 됨 - `Principia(1687년)` 발간 . (자연철학의 수학적 원리 : Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) . 라틴어로 쓰여졌으며, 총 3편으로 구성됨 . Principia는, 라틴어 프린키퓸(Principium)의 복수형 ※ SI 단위 : 1 [N] = 1 [kg m/s2]


[동역학] 1. 동역학 2. 뉴튼의 운동법칙 3. 관성기준계
[중심력운동(행성운동)] [강체 운동]

 
        최근수정     요약목록     참고문헌