| 제목 | 답변완료 할리데이 일반물리학 32강 단진자와 물리진자 전체계가 가속하는 경우에 대한 질문 (15분 쯤) | ||
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| 질문유형 | 강좌내용 | 교수님 | 이정욱 |
| 과목 | 일반물리학 | 강좌명 | |
| 작성자 | 정*규 (j*****9) | 등록일 | 2024-08-28 14:27 |
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안녕하세요 교수님! 단진자 파트에서 15분쯤 전체 계가 위로, 또는 오른쪽으로 가속하는 경우에 대해서 문제풀이에서 다뤄주신다고 하셨는데 찾아봐도 못찾아서 질문드립니다. 그리고 강의에서 말씀하신 관성력을 사용하라는게 무슨 의민지 잘 모르겠습니다. 그나마 제가 찾아본 내용을 토대로 이해해보았는데 틀린 점은 바로잡아주시면 감사하겠습니다. 그리고 교수님의 풀이 또한 궁금합니다
우선 토크로 풀어보았을 때는 전혀 감을 못잡겠어서 힘에 대해서 풀어보았을때, 전체 계가 아래로 a의 가속도로 가속하는 상황에서 w의 g가 g-a로 바뀌는걸 발견했습니다. 여러곳에 찾아본 결과, 아인슈타인의 등가원리와 관련이 있다는걸 알게되었습니다. 그래서 이 상황에서 아래로 a 만큼 가속할 때, 위로 a의 가속도 만큼 잡아당겨지는걸로 해석하면, 전체 힘이 mg-ma로 되어서 토크가 m(g-a)식으로 바뀌어 저렇게 나온다는 결론에 도달했습니다. 이걸 마치 엘리베이터에서의 무게 변화로 해석하면 될거같은데, 정확하게 아인슈타인의 등가원리가 무엇이며 같은 관성기준계에서만 적용이 되는건가요?. ( 그냥 둘이 똑같이 봐도 무방하다! 하기에는 뭔가 찝찝해서요. ) 혹시 교수님의 상대성 이론 강의에도 저 내용이 포함되어 있나요? 감사합니다 :) 답변 완료된 질문과 답변은 수정 및 삭제가 불가합니다. |
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안녕하세요. 이정욱 입니다.
단진자의 운동을 기술할 때에는 진자와 동일한 공간에서 기술해야 각위치의 진동을 표현하는 방정식을 얻을 수 있습니다.
그렇기에 만약, 엘리베이터 내에 진자가 존재한다고 가정하고, 엘리베이터가 윗방향으로 가속운동한다면
엘리베이터 내부의 관찰자 입장에서는 중력이 증가하는 것처럼 현상이 관찰되게 됩니다. 이러한 현상을 관찰하게 되는 원인으로 지목되는 가상의 힘을 관성력이라고 합니다.
이 관성력은 -ma로 나타낼 수 있으며, 이때, -a는 공간의 가속도와 크기가 같고 방향이 반대임을 의미합니다.
엘리베이터 내의 관찰자는 공간의 중력장을 (g±a)로 관측하게 되므로, 중력에 의한 토크를 고려할 때 g 대신에 (g±a)를 이용한 토크를 계산해야 합니다.
아인슈타인의 등가원리는 중력과 관성력은 구별이 불가능하다는 것을 나타내는 것입니다.
비관성좌표계에서 중력에 의한 효과는 관성력에 의한 효과와 동등하기 때문에, 그 동안 실제 힘이라고 믿었던 중력과 가상의 힘이라고 믿었던 관성력의 동등성을 의미하면서,
입자의 가속 원인이 힘이 아니라 시공간의 왜곡(휨)이라는 기본적인 이론 토대가 되었다고 이해하고 계시면 됩니다.
- 2024-09-05
- 2024-12-12 수정
