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일반물리학(HALLIDAY) 문제풀이Ⅰ
김희수 교수
단국대학교 대학원 응용물리학과 석사과정
단국대학교 대학원 응용물리학과 박사졸업
단국대학교 대학원 응용물리학과 석사과정
단국대학교 대학원 응용물리학과 박사졸업
단국대학교
현) 유니와이즈 전임교수
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총 20개 챕터, 69강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
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| 1장. 측정 | ||
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[1강] 측정
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52:
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일반물리학(HALLIDAY) 1강: 측정 및 단위 환산 문제풀이
• 측정 및 단위 환산: 속도, 부피 등 물리량의 단위 변환 원리 및 변환 인자 활용법 정리 • 유효숫자 규칙: 사칙연산 시 소수점 자릿수 및 유효숫자 개수 적용, 과학적 표기법을 통한 명시 • 물리량 변화율 및 극값: 미분을 활용한 최대/최소 분석과 기하학적 모델링 기반 응용 문제 해결 |
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| 2장. 직선운동 | ||
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[2강] 직선운동 (1)
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일반물리학 직선운동 문제풀이
• 직선운동 기본 개념: 평균 속력·속도·가속도 정의와 등가속도 운동 공식의 실제 문제 적용. • 운동 함수 분석: 위치 함수 미분을 통한 순간 속도·가속도 도출 및 연관 변화율 계산 원리. • 복합 운동 해결: 중력 가속도 활용 자유낙하 분석과 다단계 운동 문제 해결 전략 수립. |
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[3강] 직선운동 (2)
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일반물리학 직선운동 문제풀이 심화 학습
• 직선운동 분석: 등속도, 등가속도, 자유낙하 물체 운동의 기본 원리 및 문제 해결 전략 학습 • 운동 방정식 활용: 등가속도 운동 공식을 이용한 물리량 계산, 시간 기준 설정 및 상대적 운동 분석 • 문제 해결 심화: 속도·속력 구분 및 다중 물체 운동(추격, 충돌) 시 시간·변위 조건 연립을 통한 해법 도출 |
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[4강] 직선운동 (3)
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일반물리학 직선운동 문제풀이 요약
* 일반물리학 직선운동: 등가속도, 자유낙하, 연직 상방 운동 개념 및 공식을 활용한 변위, 속도, 가속도 문제 해결 능력 강화. * 운동학 방정식 활용: 두 물체 충돌, 평균 가속도, 낙하 및 투척 높이 계산 등 다양한 직선운동 문제 유형 분석 및 해결 절차 이해. * 미적분 기반 운동 분석: 위치, 속도, 가속도 간의 미분-적분 관계를 통한 운동 함수 도출 및 물리량 변화 예측 기법 습득. |
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| 3장. 벡터 | ||
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[5강] 벡터
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벡터 문제풀이: 성분 분해 및 연산
• 벡터 성분 분해: 벡터를 x, y, z 성분 및 단위 벡터로 분해하고 좌표를 이용해 표현하는 방법론. • 벡터 연산 및 선형 결합: 덧셈, 뺄셈, 내적, 외적 수행과 미지 벡터, 선형 결합 계수를 성분별로 계산하는 절차. • 벡터 크기, 방향, 각도: 피타고라스 정리로 크기, 삼각 함수로 방향, 내적 공식으로 두 벡터 사이의 각도를 정밀하게 도출. |
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| 4장. 2차원운동과 3차원운동 | ||
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[6강] 2차원운동과 3차원운동 (1)
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일반물리학 2차원 및 3차원 운동 문제풀이
• 2차원/3차원 운동 개념: 위치, 속도, 가속도 벡터 미적분 관계 및 변위, 평균 속력 등 물리량 정의와 구분 • 포물선 운동 분석: 최대 높이 도달 조건 ($v_y=0$)과 수평 도달 거리 및 체공 시간 관계 적용 • 물체 충돌 해석: 두 물체 위치 벡터 일치 조건 및 속도 관계를 활용한 문제 해결 전략 |
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[7강] 2차원운동과 3차원운동 (2)
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일반물리학 (HALLIDAY) 2차원 및 3차원 운동 문제풀이
* 포물선 운동: 수평 등속 및 수직 등가속도 운동으로 분리 분석하며, 최대 높이·수평 거리·비행 시간 등 운동량 계산. * 운동 변수 해석: 초기 속도·투사각·시간 변수를 활용하여 물체의 위치·속도·방향 결정 및 예측. * 특정 조건 적용: 몽키 헌터 문제·$v_y$-$x$ 그래프 분석을 통한 포물선 운동 원리 심화 이해. |
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[8강] 2차원운동과 3차원운동 (3)
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2차원 및 3차원 운동 문제풀이
• 포물선 운동: 수평·수직 분리 분석 및 운동 방정식 적용을 통한 2D/3D 운동 문제 해결 전략. • 운동의 가역성: 충돌 지점 역설정 및 최종 속도 성분 역산을 통해 미지의 초기 조건을 효율적으로 도출. • 특수 조건 포물선: 최고점, 경사면 충돌, 다단계 바운드 운동의 궤적 함수 및 교점 분석으로 해법 도출. |
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[9강] 2차원운동과 3차원운동 (4)
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13
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대학 물리학 문제풀이: 2차원 및 3차원 운동
• 2차원/3차원 운동 분석: 포물선 운동의 거리, 각도 계산 및 최대/최소값 문제 해결을 위한 미분 활용 • 등속 원운동 및 구심 가속도: 원의 중심, 반지름, 속도, 가속도 결정을 위한 $a = v^2/r$ 원리 적용 • 상대 속도: 다양한 기준계에서 벡터 합차 및 2D/3D 벡터 분해를 통한 물체의 상대 운동 분석 |
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| 5장. 힘과 운동Ⅰ | ||
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[10강] 힘과운동 (1)
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힘과 운동 (1) 문제풀이
• 뉴턴 운동 법칙: 벡터 힘 합성 및 변위 함수를 활용한 가속도, 운동 방향 분석. • 접촉력/용수철 힘: 정지/운동 상태의 장력, 용수철 힘, 저울 눈금, 수직항력 및 가속도 계산. • 힘의 분해 및 분석: 비스듬한 외력, 시스템 가속도 계산, 자유 물체도 작성 및 단위 환산 적용. |
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[11강] 힘과운동 (2)
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힘과 운동 (2): 힘의 분석 및 평형/운동 문제풀이
• 힘 분석 기본: 자유 물체도, 좌표축 설정, 힘 분해를 통한 평형 및 운동 법칙 적용 원리 학습. • 힘의 평형 계산: 정지·등속 운동 시 알짜힘 0 조건으로 장력·수직항력 등 미지 힘과 용수철 합성 상수 도출. • 가속 운동 분석: 뉴턴 제2법칙 적용, 빗면·다중 물체 시스템에서 연립 방정식으로 가속도 및 힘 관계 규명. |
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[12강] 힘과운동 (3)
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일반물리학 문제풀이: 힘과 운동 (3)
• **힘의 평형 분석**: 빗면, 줄, 도르래 시스템에서 중력, 수직항력, 장력의 힘의 분해 및 평형 조건 적용. • **가속 운동 및 뉴턴의 제2법칙**: 가속 좌표계에서 관성력 또는 힘의 분해를 통한 가속도 및 장력 결정. • **도르래 시스템**: 고정/움직 도르래에서 줄 가닥 수에 따른 장력 분배 및 역학적 이득 계산. |
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[13강] 힘과운동 (4)
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일반물리학 문제풀이: 힘과 운동 (4)
• 뉴턴 운동 법칙: 자유 물체도 및 알짜힘 분석을 통한 가속도, 장력, 수직항력 등 동역학적 물리량 계산 • 관성력: 비관성계에서의 운동 해석 및 겉보기 무게 변화 원리 이해 • 연결된 물체 시스템: 도르래, 승강기 등 복합 시스템의 운동 방정식 수립 및 동역학적 분석 |
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[14강] 힘과운동 (5)
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Summary Content:
힘과 운동 문제풀이: 엘리베이터, 사슬, 도르래 시스템 • 뉴턴 운동 법칙 적용: 엘리베이터, 사슬, 도르래, 빗면 등 다양한 시스템의 가속도, 장력, 힘의 평형 분석. • 자유물체도 및 운동 방정식 수립: 물체에 작용하는 힘(중력, 장력, 외력) 식별 및 $\sum F=ma$ 구성으로 미지량(가속도, 장력) 계산. • 역학적 상태 해석: 가속도 부호를 통한 실제 운동 방향 판단 및 겉보기 가속도, 관성력 개념의 문제 해결 적용. |
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[15강] 힘과운동 (6)
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일반물리학: 힘과 운동 (6) 문제풀이
* **힘과 운동 기본 원리**: 자유 물체도 기반 뉴턴 제2법칙($\sum F = ma$) 적용을 통한 물체 가속도 및 장력 계산 절차. * **도르래 시스템 분석**: 줄의 길이 변화 관계를 활용한 물체 간 가속도 비율($a_2=2a_1$) 및 장력($T_1=2T_2$) 설정. * **특수 상황 문제 해결**: 빗면 위의 힘 분해와 열기구처럼 질량이 변하는 시스템의 운동 방정식 설정 및 해결. |
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| 6장. 힘과 운동Ⅱ | ||
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[16강] 힘과운동 (7)
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일반물리학 힘과운동 문제풀이 (7)
* **힘의 분석 및 가속도:** 비스듬한 힘의 수직/수평 분해, 수직항력 및 마찰력 계산을 통해 물체의 정지/운동 상태와 가속도 결정. * **마찰력의 원리:** 정지 및 운동 마찰 계수 적용, 물체의 운동 방향 및 외부 힘에 따른 마찰력의 변화와 영향 이해. * **등가속도 운동:** 뉴턴 제2법칙과 운동 방정식을 활용하여 빗면, 제동 시스템 등 다양한 상황에서의 가속도와 운동 변화량 예측. |
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[17강] 힘과운동 (8)
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힘과 운동 (8) 문제풀이
* 뉴턴의 운동 법칙: 자유 물체도와 운동 방정식 수립을 통해 힘, 가속도, 질량의 관계 분석. * 마찰력과 장력: 정지 및 운동 마찰력, 줄의 장력을 복합 시스템 내에서 정확하게 계산. * 물체 간 상호작용: 작용-반작용 원리를 적용하여 다중 물체 시스템의 힘과 운동을 해석. |
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[18강] 힘과운동 (9)
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힘과 운동: 마찰, 저항, 원운동 문제풀이
• 마찰 및 저항력 원리: 정지마찰계수, 속력 비례/제곱 비례 저항력 작용 시 물체의 운동 개념 및 분석. • 종단속력 도출 및 운동 방정식: 알짜힘 평형을 통한 종단속력 유도와 변수 분리법 활용 속력-시간 함수 분석. • 원운동 역학: 구심력, 장력 등 힘의 관계를 통한 수평/연직 원운동의 속력 및 한계 조건 이해. |
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[19강] 힘과운동 (10)
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일반물리학 힘과 운동 연습문제 풀이
• 원운동 역학: **구심력**, **겉보기 가속도** 개념을 바탕으로 수직 원운동의 **수직력**, **장력**, **주기**를 분석. • 경사면 회전 운동: **힘의 분해**와 **정지 마찰력**을 적용하여 **선속력**, **회전 반경**, **마찰 계수**를 계산. • 운동 방정식 수립: **힘의 평형** 및 **뉴턴 제2법칙**으로 원운동 관계식 수립, **G-Log** 개념을 이해. |
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| 7장. 운동에너지와 일 | ||
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[20강] 운동에너지와 일
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운동에너지와 일 연습문제 풀이
• 일-운동에너지 정리: 알짜힘이 한 일과 운동에너지 변화량의 등가성을 통해 물리 현상 분석 및 벡터 내적 활용 • 다양한 힘에 의한 일: 마찰, 중력, 용수철 힘 등 특정 상황별 일 계산과 변하는 힘에 대한 적분적 접근 방법 • 일률 개념: 단위 시간당 한 일의 양을 통해 작업 효율성을 평가하는 물리량 정의 및 계산 방식 이해 |
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| 8장. 퍼텐셜에너지와 에너지보존 | ||
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[21강] 퍼텐셜에너지와 에너지보존 (1)
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47:
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일반물리학: 퍼텐셜 에너지와 에너지 보존 문제풀이
* **퍼텐셜 에너지와 에너지 보존**: 중력 일과 역학적 에너지 보존 원리를 다양한 물리 시스템에 적용 * **수직 원운동 분석**: 막대/줄 시스템 궤도 이탈 방지 최소 속도 조건과 구심력 관계 이해 * **복합 시스템 에너지 보존**: 도르래 시스템 등에서 에너지 전달 및 속도, 높이 계산 원리 숙달 |
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[22강] 퍼텐셜에너지와 에너지보존 (2)
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25
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일반물리학(HALLIDAY) 문제풀이 22강: 퍼텐셜 에너지와 에너지 보존 (2)
• 퍼텐셜 에너지 및 에너지 보존: 중력, 탄성, 운동 에너지 상호 변환 원리를 활용하여 다양한 물리 현상 분석. • 비보존력과 일-에너지 정리: 마찰력 등 비보존력 작용 시 에너지 손실을 고려한 시스템의 운동 분석. • 운동 방정식 및 해법: 수직항력 0 조건, 이차 방정식 및 근의 공식을 이용한 물체 이탈 및 역학적 상태 변화량 계산. |
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[23강] 퍼텐셜에너지와 에너지보존 (3)
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33
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퍼텐셜 에너지와 에너지 보존 문제풀이 (3)
• 역학적 에너지 보존: 운동·위치 에너지 상호 전환 원리 및 마찰 없는 시스템 분석 • 총 에너지 보존 및 전환: 마찰에 의한 열 에너지 손실 고려, 탄성·중력 포텐셜 에너지 시스템 분석 • 물체 운동 및 평형: 경사면, 용수철, 마찰면에서의 순간 정지·최종 평형 상태 분석 및 미지 물리량 계산 |
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[24강] 퍼텐셜에너지와 에너지보존 (4)
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33:
05
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퍼텐셜 에너지와 에너지 보존 문제풀이
• 퍼텐셜 에너지와 에너지 보존 법칙: 중력, 탄성, 마찰 등 다양한 시스템에서 에너지 변환 및 속력 계산 원리 적용. • 퍼텐셜 에너지-힘 관계: $F=-dU/dr$을 활용하여 평형거리 분석 및 인력/척력 작용 방향 판단. • 일률 및 최대 속력: 등속 운동 시 힘과 속도로 일률 계산, 미분을 통한 최대/최소 속력 조건 도출. |
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| 9장. 질량중심과 선운동량 | ||
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[25강] 질량중심과 선운동량 (1)
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06
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질량중심 및 선운동량 개념과 응용
• 질량중심: 다수 입자 및 연속체의 질량 분포를 대표하는 가상점으로, 좌표 계산 및 운동 분석에 활용. • 선운동량: 물체의 벡터적 운동량을 정의하며, 그 변화는 충격량과 평균력 산출의 기본 원리. • 충돌 역학: 선운동량 변화와 반발계수를 통해 물체의 충돌 특성 및 이후 운동을 분석. |
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[26강] 질량중심과 선운동량 (2)
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45:
34
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일반물리학(HALLIDAY) 문제풀이 26강. 질량중심과 선운동량 (2)
• 선운동량 보존 법칙: 외부 힘 없는 시스템의 총 운동량 보존 원리, 2차원 벡터 합으로 적용 • 충격량-운동량 정리: 힘-시간 곱인 충격량이 운동량 변화와 같으며, 평균력 계산에 활용 • 질량 중심 및 에너지 전환: 내부 상호작용 시 질량 중심의 불변성 원리 및 운동·탄성 에너지 전환 분석 |
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[27강] 질량중심과 선운동량 (3)
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45:
13
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질량중심과 선운동량 문제풀이 (3)
* **질량중심 및 선운동량 보존:** 외부 힘이 없는 계에서 질량중심 불변 원리와 운동량 보존 법칙을 다양한 충돌 및 운동 상황에 적용. * **충돌 역학 분석:** 탄성, 비탄성, 완전 비탄성 충돌 유형별 운동량 및 역학적 에너지 보존/변화 계산 원리 이해. * **복합 운동 문제 해결:** 등가속도 운동, 충격량, 평균력, 역학적 에너지 보존 법칙을 연계하여 탄동진자, 포물선, 원운동 등 복합 물리량 분석. |
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[28강] 질량중심과 선운동량 (4)
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0:
42:
05
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선운동량 및 에너지 보존 법칙을 활용한 충돌 문제풀이
• 충돌 물리 핵심 원리: 선운동량 및 역학적 에너지 보존 법칙을 적용하여 다양한 충돌 상황의 운동량, 속력, 높이 변화 분석 • 충돌 유형별 심화 분석: 탄성 및 비탄성 충돌 공식과 반발 계수를 활용하여 충돌 후 운동 상태 및 에너지 손실량 계산 • 복합 시스템 문제 해결: 용수철 포함 및 마찰이 있는 충돌 상황에서 에너지 보존과 일-에너지 정리를 통합 적용하여 운동 예측 |
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[29강] 질량중심과 선운동량 (5)
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46:
33
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일반물리학(HALLIDAY) 질량중심과 선운동량 문제풀이 (5)
• 질량 중심 및 선운동량: 가변 질량 시스템의 운동량 보존, 충격력, 추진력 계산 원리 체계화 • 가변 질량 시스템 힘 분석: F = V_rel (dm/dt) 기반 외부 힘/충격력 도출 및 비탄성 충돌 에너지 손실 이해 • 탄성 및 비탄성 충돌: 충돌 전후 운동량·에너지 보존 관계 탐구, 로켓 추진력·가속도 계산 과정 습득 |
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| 10장. 회전 | ||
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[30강] 회전 (1)
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46:
43
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회전 운동학 및 동역학 문제 풀이
* 회전 운동학 기본: 각변위, 각속도, 각가속도 등 회전 변수 정의 및 선형 운동 변수(선속력, 선가속도)와의 관계($v=r\omega, a_t=r\alpha, a_r=r\omega^2$) 분석. * 등각가속도 운동: 등가속도 운동 방정식 적용, 시간 함수 운동량(각위치, 각속도, 각가속도)의 미분/적분 활용 절차. * 회전 동역학 원리: 벨트 연결 시스템 동력 전달, 돌림힘($\tau=I\alpha$)과 회전 관성($I$) 관계를 통한 회전 운동 분석. |
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[31강] 회전 (2)
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55:
13
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일반물리학(HALLIDAY) 회전 운동 문제풀이
• 회전 운동 기본 개념: 돌림힘, 회전 관성, 각속도, 각가속도, 회전 운동 에너지, 일률 등 강체 회전 운동의 기본 원리와 공식 적용 • 회전 관성 계산 원리: 평행축 정리 및 슈퍼포지션 원리를 활용한 복잡한 강체(구멍 뚫린 원판 등) 및 점질량 시스템의 회전 관성 계산 절차 • 회전 역학 문제 해결: 돌림힘, 각가속도, 구심력, 마찰력을 이용한 회전 운동 분석 및 운동 에너지, 일률 관계 적용 |
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[32강] 회전 (3)
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48:
20
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일반물리학 회전 문제풀이
• 회전 운동 기본 원리: 돌림힘($\tau$), 회전 관성($I$), 각가속도($\alpha$) 간 관계($\Sigma \tau = I \alpha$) 및 부호 규칙을 통한 회전 운동 분석. • 복합 시스템 해석: 직선 운동($\Sigma F = ma$)과 회전 운동($\Sigma \tau = I \alpha$) 연립 방정식, 선형-각가속도($a=R\alpha$) 관계를 활용한 가속도 및 장력 계산. • 에너지 및 일 적용: 역학적 에너지 보존 법칙, 돌림힘이 한 일($W=\tau\Delta\theta$)과 회전 운동 에너지($K=1/2 I \omega^2$) 관계를 통한 문제 해결. |
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[33강] 회전 (4)
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57:
02
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일반물리학 회전 운동 문제풀이
• 회전 운동 기본 개념: 돌림힘, 각속력, 각가속도, 회전 관성 등 주요 물리량 정의 및 선운동과의 연관성 이해. • 에너지 보존 법칙 적용: 위치 에너지와 회전 운동 에너지 간 변환을 통한 각속력 및 선속력 계산 방법 습득. • 회전 관성 및 평행축 정리: 물체 형상별 회전 관성($\frac{1}{3}ML^2$, $\frac{1}{2}MR^2$) 및 회전축 변화에 따른 물리량 분석. |
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[34강] 회전 (5)
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31:
42
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회전 운동 역학적 에너지 및 운동방정식
• 회전 운동 에너지 보존: 위치에너지-운동에너지(병진, 회전) 전환을 통한 시스템 속력 및 각속도 계산 원리. • 회전 운동 방정식 및 뉴턴 법칙: 토크, 회전관성, 각가속도 관계 및 뉴턴 제2법칙 적용으로 장력, 선가속도 분석. • 회전 운동 시스템 분석: 다양한 물체의 회전관성, 선속도-각속도 및 선가속도-각가속도 관계, 마찰에 의한 에너지 손실 고려. |
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| 11장. 굴림운동, 토크, 각운동량 | ||
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[35강] 굴림운동, 토크, 각운동량 (1)
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57:
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굴림운동, 토크, 각운동량 연습문제 풀이
• 굴림운동 기본 원리: 선운동 및 회전운동 통합 분석, 토크와 각운동량 개념을 통한 가속도, 마찰력 계산. • 역학적 에너지 보존: 미끄럼 없는 굴림운동에서 회전관성을 고려한 물체의 속력, 도달 높이, 이동 거리 결정. • 구심력 및 이탈 조건: 수직 원형 궤도, 곡면 이탈 시 회전관성 기반의 최소 속력과 각도 분석. |
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[36강] 굴림운동, 토크, 각운동량 (2)
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0:
55:
46
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굴림운동, 토크, 각운동량 문제풀이 (2)
• 굴림운동 분석: 병진-회전 운동 연립을 통한 가속도·마찰력 계산 및 에너지 보존 법칙 적용. • 각운동량 개념: $\mathbf{r} \times \mathbf{p}$ 벡터 정의, 모멘트 팔 활용 계산, 구심력과 연계한 물리량 도출. • 회전 운동 핵심 원리: 평행축 정리를 통한 관성 모멘트 계산, 굴림 조건($a=R\alpha$) 적용 및 마찰력 분석. |
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[37강] 굴림운동, 토크, 각운동량 (3)
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0:
47:
58
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굴림운동, 토크, 각운동량 문제풀이
• 각운동량 및 토크: 정의, 계산 방법, 모멘트 팔 활용 원리 및 $\tau = dL/dt$ 관계를 통한 복합 시스템 선가속도 도출. • 각운동량 보존 법칙: 외부 토크 없는 시스템에서 회전관성 변화에 따른 각속도 변화 예측 및 우주선 방향 전환 등 응용. • 회전 운동 에너지 변화: 내부 일에 의한 에너지 손실/증가 원인 분석 및 초기-최종 상태 에너지 비율 계산. |
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[38강] 굴림운동, 토크, 각운동량 (4)
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0:
45:
48
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일반물리학(HALLIDAY) 문제풀이: 굴림운동, 토크, 각운동량 (4)
• 굴림운동, 토크, 각운동량: 선/회전 운동을 통합 분석하는 문제 해결 기본 원리 학습 • 각운동량 보존, 토크-각운동량 관계: 충돌 및 회전 계의 선가속도, 각속력 계산 및 운동 분석에 적용 • 회전관성, 다단계 문제 해결: 다양한 물체 회전관성 계산 및 에너지 보존과 연계한 복합 역학 문제 분석 |
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[39강] 굴림운동, 토크, 각운동량 (5)
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05:
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일반물리학 굴림운동, 토크, 각운동량 문제풀이
• **각운동량 보존**: 외부 토크 부재 시 비탄성 충돌 및 내부 힘 시스템에서 각운동량이 보존되는 원리 및 적용 • **토크와 각운동량 변화**: 외부 토크에 의한 각운동량 방향 변화(팽이의 축돌기 운동)와 각운동량 변화율 관계 분석 • **회전 관성 및 에너지 변환**: 회전 관성 변화에 따른 운동 특성, 일-에너지 정리를 통한 역학적 에너지 변환 이해 |
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| 12장. 평형과 탄성 | ||
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[40강] 평형과 탄성 (1)
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평형과 탄성 (1) 문제풀이
* 정적 평형 원리: 물체에 작용하는 힘과 돌림힘의 합이 0인 평형 조건 및 힘의 분해, 질량 중심 분석. * 돌림힘(토크) 평형 계산: 회전축 설정 전략과 모멘트 팔을 이용한 돌림힘 평형 조건 적용 절차. * 마찰력 및 안정성: 정지 마찰력 개념과 최대 마찰력($\mu_s N$)을 활용한 물체의 미끄럼 방지 및 안정성 유지 조건. |
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[41강] 평형과 탄성 (2)
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02:
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일반물리학 평형과 탄성 문제풀이 (2)
* 정역학적 평형 원리: 물체에 작용하는 모든 힘과 돌림힘의 합이 0인 조건을 적용하여 미지 물리량을 분석하고 해결. * 평형 방정식 수립 절차: 자유 물체도 작성, 회전축 전략적 선택을 통해 힘과 돌림힘에 대한 연립 방정식을 구성. * 힘 분석 및 계산: 중력, 수직항력, 마찰력, 장력 등 다양한 힘을 삼각함수로 분해하고 해를 도출하는 방법론. |
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[42강] 평형과 탄성 (3)
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40
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일반물리학 평형과 탄성 문제풀이
• 물리학 평형 개념: 힘 및 돌림힘 평형 원리를 활용한 정역학적 시스템 분석 및 미지수 계산. • 회전축 설정 전략: 미지수 최소화를 위한 최적 회전축 적용과 모멘트 팔 계산을 통한 돌림힘 방정식 수립. • 시스템 안정성 분석: 전복 한계, 장력, 경첩 힘 등 다양한 실제 상황의 평형 조건 및 한계 계산. |
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[43강] 평형과 탄성 (4)
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08
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일반물리학: 평형과 탄성 문제 풀이
• 정역학적 평형 개념: 힘의 평형($\sum \vec{F} = 0$) 및 돌림힘의 평형($\sum \vec{\tau} = 0$) 조건을 활용한 물체 시스템의 평형 상태 분석 원리 • 힘 및 돌림힘 계산 절차: 장력, 경첩 힘, 마찰력, 수직 항력 등 물체에 작용하는 다양한 힘의 작용점, 모멘트 팔, 회전축 설정을 통한 미지수 해결 • 평형 문제 유형 분류: 균일 빔, 연결 막대, 홈통 막대 등 복합 시스템의 평형 조건 적용 및 안정·불안정 평형 상태 판단 |
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[44강] 평형과 탄성 (5)
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평형과 탄성 문제풀이
• 물체 평형 분석: 돌림힘 및 힘의 평형 조건($\sum \tau = 0, \sum F = 0$)을 활용하여 인체와 구조물 내 미지 힘 계산. • 재료 탄성 특성: 변형력, 변형률, 영률 개념을 통해 뼈의 최대 하중 및 변형량을 예측. • 응력 기반 재료 거동: 전단응력, 부피탄성률 개념 적용으로 강철 파괴력 및 얼음 팽창 압력 계산. |
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| 13장. 중력 | ||
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[45강] 중력 (1)
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중력 문제풀이: 행성 중력, 질량 분포, 에너지
• 중력 법칙 기본 적용: 행성 중력 가속도, 만유인력, 질량-밀도 관계를 활용한 물리량 계산 및 비교 • 다중 질량계 중력 분석: 중첩 원리, 구껍질 정리로 알짜 중력 및 위치 에너지 산출, 연속 질량 분포는 적분으로 처리 • 중력 역학적 에너지: 탈출 에너지, 되돌이점, 외부 및 중력 일 분석을 통한 에너지 보존 원리 이해 |
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[46강] 중력 (2)
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중력과 궤도 운동, 역학적 에너지 보존 원리
* **중력 가속도 및 탈출 속력**: 역학적 에너지 보존과 만유인력을 활용, 행성 표면 중력 가속도 및 물체 탈출 속력 계산 원리. * **궤도 역학 및 에너지**: 발사 속도에 따른 궤도 형태와 에너지 변화, 인공위성 궤도 변경 에너지 및 주기 계산. * **케플러 법칙과 각운동량 보존**: 케플러 제2·3법칙으로 면적 속도 일정, 중심 천체 질량 추정, 각운동량 보존 원리 적용. |
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[47강] 중력 (3)
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02
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케플러 법칙 및 중력 시스템 역학 분석
• 케플러 법칙: 행성의 공전 주기 및 궤도 장반경 관계를 분석하여 궤도 운동 특성 및 호만 전이 궤도 설계에 활용. • 역학적 에너지 보존: 중력 시스템 내 인공위성 충돌, 궤도 변화, 물체 이동 시 운동 및 위치 에너지 변화를 계산. • 궤도 요소 분석: 궤도 이심률 및 장반경 개념을 통해 타원 궤도의 특성을 파악하고 우주 탐사 시나리오에 적용. |
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| 14장. 유체 | ||
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[48강] 유체 (1)
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유체 역학: 압력 및 부력 문제 풀이
* 유체 역학 핵심 개념: 압력($P=F/A$, $P=\rho gh$), 밀도($\rho=m/V$), 비중 등 유체 물리량의 정의 및 계산. * 압력차에 의한 힘 분석: 계기 압력, 대기압, 수압 차이를 이용한 물체의 힘($F=\Delta P \cdot A$) 계산 원리. * 유체 기둥 압력 변화: 고도/깊이에 따른 유체 압력($P=\rho gh$) 변화를 통한 대기권 높이 및 유체 흡입 한계 분석. |
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[49강] 유체 (2)
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47:
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유체 역학 문제풀이: 압력, 토크, 파스칼 원리
* U자관 압력 평형: 서로 다른 밀도의 유체 높이 변화 및 계기압력 측정 원리 분석. * 유체 압력 깊이 의존성: 댐 작용력, 토크 계산 및 지각 평형(아이소스테이지) 원리 적용. * 파스칼 원리: 유압 시스템에서 힘 증폭 및 이동 거리 반비례 관계 학습. |
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[50강] 유체 (3)
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유체 역학 연습문제 풀이 및 원리 적용
• 파스칼의 원리: 유압 장치 내 압력 균일 전달을 통한 힘 계산 및 증폭 메커니즘 분석. • 아르키메데스의 원리: 부력과 물체 무게의 평형 조건을 활용한 잠김 부피 및 밀도 측정. • 물체 밀도·비중·부력: 복합 시스템 평형 분석 및 중력·가속도 변화 등 외부 환경 영향 평가. |
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[51강] 유체 (4)
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유체역학 연습문제 풀이 및 핵심 개념 정리
• 유체역학 핵심 원리: 부력, 연속 방정식, 베르누이 방정식, 토리첼리의 법칙, 정수압 등 유체 거동 분석의 기본 개념 학습. • 정수압 및 부력 적용: 물체의 겉보기 무게, 힘 평형, 수액 주입 최소 높이 계산 등 정지 유체 내 압력 및 부력 원리 파악. • 유체 흐름 분석: 연속 방정식으로 유량 보존, 베르누이 방정식으로 속도-압력-높이 관계, 토리첼리 법칙으로 분출 속도 및 도달 거리 예측. |
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[52강] 유체 (5)
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39
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유체 역학 문제 풀이 (5)
• 유체 역학 기초: 베르누이 방정식과 연속 방정식을 활용한 유체 흐름, 압력, 속도, 높이 관계 분석. • 유체 현상 계산: 부피 흐름률, 질량 흐름률, 압력차, 힘, 일률 등 핵심 물리량 계산 방법 숙달. • 응용 문제 해결: 토리첼리 법칙, 벤튜리관, 비행기 양력 등 실생활 유체 문제의 원리 이해 및 해결. |
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| 15장. 진동 | ||
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[53강] 진동 (1)
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단진동 운동의 변위, 속도, 가속도 및 응용
• 단진동 운동 기본 원리: 등속 원운동의 정사영 개념을 통한 변위, 속도, 가속도 함수 유도 및 위상 관계 분석 • 단진동 운동 변수: 진폭, 주기, 진동수, 위상 상수 도출 및 특정 시점의 위치, 속도, 가속도, 힘 계산 방법 • 단진동 운동 응용: 용수철-물체 시스템 주기 및 탄성 계수 분석, 마찰력 고려 최대 진폭 계산 |
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[54강] 진동 (2)
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45:
15
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진동 연습문제 풀이 및 개념 적용
* **단조화 진동(SHM) 개념**: 다양한 물리 시스템의 복원력 식별, 유효 용수철 상수 도출 및 진동 주기 계산 원리 학습. * **주기 공식과 응용**: 시스템 질량 및 유효 용수철 상수를 활용한 주기 계산, 무중력 환경 질량 측정 원리 이해. * **SHM 에너지 분석**: 단조화 진동자의 총 역학적 에너지, 운동/위치 에너지 비율 및 에너지 보존 법칙 적용 방법 탐구. |
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[55강] 진동 (3)
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47:
51
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진동 문제풀이: 용수철, 비틀림, 물리 진자 분석
• 단순 조화 운동(SHM) 원리: 용수철-질량 계의 진동수, 진폭, 에너지 계산 및 비탄성 충돌 적용. • 진자의 주기 분석: 비틀림 및 물리 진자의 회전 관성, 질량 중심, 평행축 정리를 활용한 주기 계산. • 진동 시스템 응용: 가속 좌표계 유효 중력, 행성 표면 중력 유도 및 미분법을 통한 주기 최적화. |
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[56강] 진동 (4)
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01
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Summary Content:
진동 연습문제 풀이: 각진동수 및 주기 계산 방법 * **진동 시스템 각진동수/주기 계산**: 역학적 에너지 보존 기반 유효 질량($m_{eff}$) 도출 또는 돌림힘 평형 기반 비틀림 상수($\kappa$) 적용 원리 이해 * **유효 질량 및 비틀림 상수 활용**: 복잡계 진동을 단순 조화 운동 공식($\omega = \sqrt{k/m_{eff}}$, $\omega = \sqrt{\kappa/I}$)으로 변환하는 핵심 개념 및 절차 학습 * **복원력 분석 및 특수 조건 고려**: 복원력($F = -k_{eff}x$)을 통한 유효 용수철 상수 결정과 작은 각도 근사, 미끄럼 없는 구름 조건 등 시스템 특성 분석 방법론 |
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| 16장. 파동Ⅰ | ||
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[57강] 파동 (1)
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45:
35
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파동의 운동과 방정식 문제풀이
• 파동 함수 $y(x,t)$: 진폭, 파수, 각진동수, 위상 상수로 파동의 운동과 방향 정의. • 파동 변수 관계식: $v=f\lambda=\omega/k$, $v=\sqrt{\tau/\mu}$, $u_m=\omega y_m$ 등 핵심 공식을 활용한 물리량 계산. • 파동 방정식 구성: 초기 조건과 그래프 해석을 통해 위상 상수 및 진행 방향을 결정. |
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[58강] 파동 (2)
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44:
12
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파동 운동과 에너지 문제 풀이
• 파동 함수 분석: 파동 변수(속력, 파장, 진동수), 횡속력, 횡가속도 계산 및 초기 조건 결정. • 파동 속력 결정: 줄의 선밀도, 장력, 중력 등 매질 특성 변화에 따른 속력 및 전달 시간 산출. • 파동의 에너지 및 합성: 평균 일률과 진동수 관계 이해 및 위상차를 이용한 합성파 진폭 계산. |
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[59강] 파동 (3)
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07:
43
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파동 및 정지파 연습문제 풀이
• 파동 합성: 진행파의 삼각함수 합, 위상자 다이어그램 및 코사인 법칙으로 진폭·위상차 계산 • 정지파 형성: 반대 진행파 합성으로 마디·배 형성, 장력·선밀도 기반 줄의 진동수·파장 분석 • 다중 매질 정지파: 이종 줄 연결 시스템의 최저 진동수 및 정지파 차수 결정 |
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| 17장. 파동Ⅱ | ||
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[60강] 파동 (4)
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44:
15
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파동 문제풀이: 음속, 지진파, 간섭 계산
* **음속 개념**: 부피탄성률과 밀도 관계($v=\sqrt{B/\rho}$)를 통한 음속 및 파동의 기본 물리량(진동수, 파수, 각진동수) 계산. * **지진파 분석**: P파와 S파의 속도 차이를 활용한 진원지 거리 측정 원리 이해 및 적용. * **음파 간섭 원리**: 경로 차이에 기반한 보강 간섭($\Delta L=m\lambda$) 및 상쇄 간섭($\Delta L=(m+1/2)\lambda$) 조건 분석. |
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[61강] 파동 (5)
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0:
48:
13
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일반물리학 파동 문제풀이: 음파 간섭, 세기, 에너지, 공명 및 현의 진동
• 음파 간섭 원리: 경로차, 위상차 관계 및 보강·상쇄 간섭 조건 분석. • 음파 세기 및 에너지: 진폭, 데시벨, 전달률 공식 적용 및 음원 특성별 변화 분석. • 기주 공명 및 현의 파동: 개방-폐쇄관 공명 조건, 현의 파동 속력·장력·음파 파장 계산. |
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[62강] 파동 (6)
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37:
58
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파동의 공명, 맥놀이, 도플러 효과 문제풀이
• 공명 현상: 양끝 개방/한쪽 폐쇄 관 및 현의 공명 진동수 계산, 정상파 마디/배 위치, 음속 공식 적용. • 맥놀이 분석: 두 파동의 주파수 차이로 미지 진동수 결정 및 현 장력-진동수 관계 파악. • 도플러 효과: 음원/관측자 상대 운동에 따른 진동수 변화 및 반사파 진동수 다단계 계산. |
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[63강] 파동 (7)
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34:
25
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파동 (7): 도플러 효과 및 충격파 문제풀이
* 도플러 효과: 음원·검출기 상대 운동, 바람 영향, 속도 성분 고려 진동수 변화 원리. * 충격파: 음원이 음속 초과 시 발생하는 마하 원뿔각 구조 및 도달 시간 계산. * 도플러 공식: 상대 속력, 부호 결정 원칙, 벡터 성분 적용 등 핵심 계산 절차. |
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| 18장. 온도, 열, 열역학 제1법칙 | ||
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[64강] 온도, 열, 열역학 제1법칙 (1)
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47:
42
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온도, 열, 열역학 제1법칙 문제풀이
• **온도 척도 변환**: 기체 온도계, 섭씨·화씨 및 임의의 선형 척도 간 1차 함수 변환으로 미지 온도 계산. • **열팽창 현상**: 선팽창 원리, 측정 도구 팽창 고려 및 열팽창으로 인한 물체 휨 분석(피타고라스 정리 적용). • **열량 및 열평형**: 비열과 융해열 기반 열량 계산, 냉각 곡선·그래프 분석을 통한 비열 도출 및 열량 보존 법칙 적용. |
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[65강] 온도, 열, 열역학 제1법칙 (2)
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0:
58:
34
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온도, 열, 열역학 제1법칙 문제풀이
• **열역학 제1법칙**: 온도, 열, 일, 내부 에너지 관계 ($\Delta E_{int} = Q - W$) 이해 및 열량계, 열팽창, PV 선도에 적용. • **열량 및 열평형**: 잠열, 비열, 열팽창 개념 기반 열량 계산 및 물질 간 열평형 조건 분석. • **순환 과정 및 열전도**: 순환 과정 내부 에너지 변화($\Delta E_{int}=0$)와 복합 재료의 열전도율(P=kAΔT/L) 계산을 통한 에너지 전달 효율 예측. |
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| 19장. 기체운동론 | ||
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[66강] 기체운동론 (1)
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51:
03
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기체운동론 (1) 문제풀이 및 개념정리
• 이상기체 법칙 적용: $PV=nRT$ 기반의 몰수·온도·압력·부피 계산, 열역학 제1법칙을 통한 등온 과정의 일·열 에너지 분석. • 기체 분자 운동론: RMS 속력·평균 자유거리·병진 운동 에너지 산출, 밀도·몰질량·분자 수 및 속력 분포와의 관계 탐구. • PV 다이어그램 분석: 순환 과정의 온도 계산, 알짜 일과 에너지 관계, 계기압력을 포함한 복합 상태 변화 과정 이해. |
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[67강] 기체운동론 (2)
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0:
56:
13
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기체운동론 문제풀이: 이상기체와 열역학 과정
• 이상기체 열역학 과정: 등압, 등적, 단열 과정별 열량(Q), 일(W), 내부 에너지 변화($\Delta E_{int}$) 계산 원리 및 PV 선도 해석. • 열역학 제1법칙: $\Delta E_{int} = Q - W$ 기본 원리와 자유도(F)에 따른 몰비열($C_v, C_p$) 결정 및 단열 과정 관계식 적용. • 순환 과정 분석: 전체 내부 에너지 변화가 0($\Delta E_{int, cycle} = 0$)임을 활용하여 총 열량(Q_cycle)과 총 일(W_cycle) 계산. |
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| 20장. 엔트로피와 열역학 제2법칙 | ||
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[68강] 엔트로피와 열역학 제2법칙 (1)
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0:
52:
56
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엔트로피와 열역학 제2법칙 문제풀이
* 엔트로피와 열역학 제2법칙: 이상기체 과정, 상 변화, 카르노 기관 등 다양한 물리계의 엔트로피 변화 및 열역학량(일, 열, 내부에너지) 계산 원리 분석. * 이상기체 열역학 과정: 등온, 등적, 등압, 단열 과정에서 켈빈 온도를 적용한 열역학량(일, 열량, 내부에너지, 엔트로피) 계산 절차. * 카르노 기관 효율 및 T-S 그래프: 열역학 제1/2법칙 기반으로 카르노 기관 효율, 잠열 포함 상 변화, T-S 그래프를 통한 열에너지 계산법 이해. |
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[69강] 엔트로피와 열역학 제2법칙 (2)
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55:
16
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엔트로피와 열역학 제2법칙 (2) 문제풀이
* 엔트로피와 열역학 제2법칙: 카르노 기관 및 냉동기의 효율, 일, 열량 계산을 통한 기본 원리 적용 * 이상기체 순환 과정: PV 다이어그램 분석, 등적/등압/단열 과정에서의 에너지 변화 및 비열비를 이용한 기체 종류 판별 * 볼츠만 엔트로피 공식: 분자 배열의 경우의 수와 미시상태 분석, 엔트로피 최대 상태의 확률적 의미 이해 |
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김희수 교수님
일반물리학(HALLIDAY) 문제풀이Ⅰ
