| 제목 | 답변완료 [일반물리학] 할리데이 일반물리학 1 chapter 16 | ||
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| 질문유형 | 강좌내용 | 교수님 | 이정욱 |
| 과목 | 일반물리학 | 강좌명 | |
| 작성자 | 박*현 (p********7) | 등록일 | 2023-05-27 22:48 |
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파동 부분을 다시 공부하면서 교수님께서 하신 모델링에 여러 의문이 듭니다. 교수님께서는 매질들이 단진동 운동만을 한다고 모델링하였습니다. 1. 파동은 에너지를 전달하는 것인데 한 매질의 입자가 어떻게 이웃한 입자를 단진동 시킬 수 있는지(에너지를 줄 수 있는지) 궁금합니다. 제가 생각해본 바로는 장력이 용수철의 탄성력처럼 작용한다고 생각했습니다만 그러면 매질 입자가 x축 방향으로 가속도를 가질 것 같다아 폐기했습니다.(이는 아래 질문과도 관련이 있습니다.)
2. 매질이 y축 방향으로는 단진동 운동을 하나 x축 방향으로는 정지해있다고 하셨습니다. 하지만 줄에서의 전파 속력을 유도하는 과정은 이와 모순된 것 같습니다. y축 방향의 힘을 구심력을 보고 펄스 꼭대기에서는 접선 방향의 “속력”을 전파속력으로 둡니다. 이는 매질이 x축으로 속력이 있다는 것 아닌가요? 그리고 왜 이 속력을 전파속력이라 둘 수 있는지 의문입니다(x축 방향의 힘은 평형을 이룬다고 하였으니 매질은 전파속력으로 등속도 운동을 하게 된다는 이상한 결론이 나옵니다.).
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네~
역학적 파동을 모델링함에 있어...
인접한 입자 사이의 에너지 전달은 장력에 의해서 이뤄집니다.
만약 파형이 오른쪽 방향으로 진행한다고 할 때, 매질요소에 작용하는 장력을 두 가지로 봅니다.
예를 들어 장력 1의 성분(+x 방향과 +y 방향 성분이 있는 힘), 장력 2의 성분 (-x 방향과 -y 방향의 성분이 있는 힘)으로 나누었을 때..
두 힘 성분의 기울기...즉 tanθ 가 다른 상태라면...두 힘의 x성분은 소거되고, y성분에 의해 진동 가속이 가능한 것입니다. 이를 나타낸 것이 파동 방정식이구요~
파동이라는 개념을 정립함에 있어...매질의 진동을 통해 위상과 에너지가 전달된다고 했습니다.
이때..위상이라는 개념은 속도와 변위, 가속도...등 운동상태 전체를 일컫습니다. 줄에서 전파되는 속력을 증명해가는 모델링을 함에 있어..최고점에서의 가속도는 진폭이 매우 작다는 가정하에서 성립하는 모델이지만..의미가 있는 부분은
수평방향 속도와 연직방향 가속도가...연속적으로 전파한다는 것을 의미하는 것입니다.
구심가속도라고 사용하는 v2/r에서 v는 입자의 속력을 일컫는 것만 얘기하지 않습니다.
원운동하는 것처럼 해석하는 상황이라면..입자이건 상태이건...위의 식을 만족해야 하는 것입니다. 운동경로에 맞춰 해석하기 때문이에요.
- 2023-06-01
- 2024-12-12 수정
