2012년 3월 16일 금요일

뉴턴의 운동 3법칙

뉴턴의 운동 3법칙은 물체의 운동을 다루며 고전역학의 기본이 된다.
만유인력의 법칙 및 미적분학과 함께, 뉴턴의 운동법칙은 처음으로 회전체의 운동, 유체 안에서의 운동, 발사체의 운동, 빗면에서의 운동, 진자의 운동, 조석과 천체의 궤도와 같은 물리학적 현상들에 대한 광범위한 설명을 가능하게 해주었다. 또한 뉴턴이 제2법칙과 제3법칙의 따름정리로 유도한 운동량 보존법칙은 최초의 보존법칙이었다.뉴턴의 법칙들은 200년이 넘게 실험과 관측을 통해 입증되어 왔다. 이 법칙들은 인류의 척도에서 일어나는 운동학을, 관측 결과보다 더욱 정확하게 설명해 주고 있다.경험으로 보았을때, 뉴턴의 법칙은 광속의 1/3 정도의 속도 이내에서는 그 오차를 무시할 수 있는 정도로 정확하다.
제 1 법칙 - 관성의 법칙
관성의 법칙은 물체에 외부로부터 힘이 가해지지 않으면 현재의 상태를 유지하려는 성향을 보이는 것을 말한다. 정지한물체라면 정지한물체에 외부로부터 힘이 가해지지 않으면 정지한 상태를 유지하고 운동하는 물체는 운동하는 방향으로 움직임을 유지하려고 하는 성질이다.

제 2 법칙- 가속도의 법칙
운동량의 변화율은 물체에 작용하는 알짜힘에 비례하며 알짜힘의 방향을 따른다는 것이다.
보통 F=ma라고 나타낸다
그러면 여기서 a=0 이면 F=0 이 되게된다. F=0 이면 dv/dt=0 이 되게되고 이것은 관성의 법칙을 나타내게 된다.
관성의 법칙은 제 2법칙에서 a=0이라는 특수한 경우임에도 왜 제 1 법칙으로 설정되었을까?
그것은 제 1 법칙이 다른 2 법칙이 유효할 수있게 해주는 기준틀의 개념을 정의 하기 때문이다.
기준틀이란 관성기준틀이라고도 한다. 
만약 움직이는 버스 안에서 공을 떨어트릴때 버스안을 기준으로 보면 공은 비스듬히 떨어진게 되지만 버스밖에서의 관점을 기준으로하면 공은 수직으로 떨어지는것으로 된다.
이처럼 많은 기준틀 중에서 뉴턴의 운동법칙이 성립하는 기준틀을 관성 기준틀이라고 하는것이다.

제 3법칙- 작용 반작용의 법칙
물체 A가 물체 B에 힘을 가할때 물체 B도 물체 A에 크기는 같지만 방향은 역인 힘을 가하게 되는것을 말한다.
즉 A라는 사람이 200N의 힘으로 물체를 치면 물체또한 200N의 힘으로 A를 치는것이라는 말이 된다. 


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