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제목 답변완료 serway 대학물리학 강의 7-2강 38분
질문유형 강좌내용 교수님 이정욱
과목 일반물리학 강좌명
작성자 김*우 (j**********0) 등록일 2023-10-22 16:51

강의 내용 중 평형과 에너지 도표에 관해 말씀해주신 내용에 관해 질문이 있습니다.

강의 내용 중 38분즈음에 안정평형점에서는 dF/dx>0이므로 퍼텐셜함수의 이계도함수가 0보다 작고, 불안정평형점에서는 dF/dx<0이므로 퍼텐셜함수의 이계도함수가 0보다 크다고 말씀해주셨습니다.

하지만 저는 미적분학에서 함수의 극소점에서는 함수의 이계도함수가 양수, 극대점에서는 함수의 이계도함수가 음수인 것으로 알고 있습니다. 그러면 안정평형점에서는 이계도함수가 0보다 크고, 불안정평형점에서는 0보다 작아야합니다. 즉 강의 내용의 부등호 방향과 반대가 됩니다. 

이를 힘에도 적용하면 안정평형점에서는 dF/dx<0, dF와 dX의 부호가 반대이므로 입자가 안정평형점에서 멀어지면 반대로 안정평형점으로 당기는 힘이 발생하고, 불안정평형점에서는 dF/dx>0이므로 입자가 불안정평형점에서 조금이라도 벗어나면 평형점에서 더 멀어지려는 힘이 발생한다는 말과 일치합니다.

따라서 제 생각에는 강의 중 나온 부등호의 방향이 반대가 되어야할 것 같아서 이 부분을 질문드리고 싶습니다.

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댓글
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이*욱 교수님

안녕하세요. 이정욱 입니다.

 

네~ 질문하신 부분 수업내용을 보니..다소 오해할 수도 있겠다는 생각이 드네요!
제가 설명한 부분은 퍼텐셜 에너지 함수 내에 (-)를 삽입한 후의 이계도함수를 나타낸다는 의미였습니다. 

 

 

질문하신 바와 같이 퍼텐셜 에너지를 임의의 함수로 가정하고서 해석할 때에는...

 

안정평형점은 dU/dx =0 이고, d2U/dx2 >0 가 맞습니다.

불안정 평형점은 dU/dx =0 이고, d2U/dx2 <0 가 올바른 표현입니다.​

 

  • 2023-10-23
  • 2024-12-12 수정