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일반물리학(SERWAY) 통합과정
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 30개 챕터, 81강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
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| 1장. 서론 및 벡터 | ||
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[1강] 서론 및 벡터 (1)
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일반물리학 1강 서론 및 벡터
• 물리량 및 측정 표준: 물리량 정의와 기본/유도 물리량의 표준 설정, 측정 원리 확립 • 차원 분석 및 유효 숫자: 물리량의 차원 개념, 단위 환산 절차, 유효 숫자 규칙을 통한 계산의 정확성과 정밀도 확보 • 좌표계 및 삼각함수 활용: 직각/평면 극좌표계의 개념, 상호 변환 관계를 통한 공간 위치 표현 및 물리적 관계 해석 |
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[2강] 서론 및 벡터 (2)
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일반물리학: 벡터와 스칼라의 기본 개념 및 연산
• 벡터 스칼라 개념: 크기와 방향 기반 물리량 분류 및 연산 규칙 정의. • 벡터 연산 및 분해: 덧셈, 뺄셈, 스칼라 곱셈, 성분 분해 원리 및 삼각함수 활용. • 단위벡터 및 합성: 좌표축 단위벡터로 벡터 표현, 성분 합산을 통한 최종 벡터의 크기/방향 결정. |
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| 2장. 일차원에서의 운동 | ||
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[3강] 일차원에서의 운동 (1)
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일차원에서의 운동 (1): 위치, 변위, 속도 및 등속운동
* 일차원 운동 기본 개념: 위치·변위(벡터량), 속도·속력(벡터/스칼라량)의 정의와 상호 관계 이해. * 운동 그래프 분석: 변위-시간 그래프 기울기(속도) 및 속도-시간 그래프 면적(변위)·기울기(가속도) 해석 원리 학습. * 순간 속도 및 등속운동: 변위 함수의 미분을 통한 순간 속도 계산과 속도가 일정한 등속운동의 특성 및 위치 변화 공식 적용. |
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[4강] 일차원에서의 운동 (2)
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일차원에서의 운동 (2) - 가속도와 등가속도운동
• 가속도 개념: 시간에 따른 속도 변화율(평균·순간가속도) 정의 및 속도-시간 그래프 기울기를 통한 운동 분석 원리 • 등가속도운동: 가속도가 일정한 운동의 네 가지 운동학 공식을 활용한 변위·속도·가속도 관계 해석 • 자유낙하운동: 공기 저항을 무시한 중력가속도($g$) 기반 등가속도운동의 대표적 사례 및 특성 이해 |
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| 3장. 이차원에서의 운동 | ||
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[5강] 이차원에서의 운동 (1)
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2차원 운동: 위치, 속도, 가속도 벡터 및 포물체 운동
* 2차원 운동 벡터: 위치, 속도, 가속도 벡터의 정의 및 미분을 통한 계산 절차 요약 * 2차원 등가속도 운동: x, y축 독립적 해석을 기반으로 하는 위치 및 속도 벡터 구성 원리 * 포물체 운동: 수평 등속도·수직 등가속도 운동 결합 분석, 경로 방정식, 최대 높이·거리 및 보각 관계 특성 제시 |
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[6강] 이차원에서의 운동 (2)
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2차원 운동의 등속원운동 및 상대운동 분석
• 등속원운동: 일정 속력 원형 운동의 속도/가속도 특성, 구심가속도($a_c=v^2/r$)와 주기($T=2\pi r/v$) 개념 정의 • 곡선 운동 가속도: 속력 변화에 따른 접선가속도($a_t$)와 방향 변화에 따른 지름가속도($a_r$)의 원리 및 전체 벡터 합성 • 상대운동: 관찰자 기준틀에 따른 상대속도/상대가속도($\vec{u}_{PA}=\vec{u}_{PB}+\vec{v}_{BA}$, $\vec{a}_{PA}=\vec{a}_{PB}$) 분석 및 갈릴레이 변환식 적용 |
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| 4장. 운동의 법칙 | ||
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[7강] 운동의 법칙 (1)
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운동의 법칙 (1): 힘, 질량, 뉴턴의 법칙, 여러 가지 힘
• 힘의 개념 및 뉴턴 운동 법칙: 물체의 운동 상태 변화 원인인 힘, 관성, 질량, 뉴턴의 제1·2법칙을 통한 운동 원리 이해. • 운동 해석 도구: 자유물체도 작성 및 운동방정식 설정을 통한 알짜힘 분석과 가속도 계산 절차. • 주요 힘의 특성: 중력, 수직항력, 마찰력, 장력, 탄성력 등 다양한 힘의 정의, 작용 방향, 관련 수식 정리. |
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[8강] 운동의 법칙 (2)
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운동의 법칙 (2) - 뉴턴 제3법칙과 겉보기 무게
• 뉴턴 제3법칙: 작용-반작용 짝힘의 원리로, 한 물체에 작용하는 합력 0인 힘의 평형과 명확히 구분되는 상호작용 개념. • 힘의 평형 분석: 라미의 정리 및 자유 물체도 활용, 물체에 작용하는 힘의 합력 0 조건을 통해 미지수 힘 계산. • 겉보기 무게 및 관성력: 비관성계에서 뉴턴 법칙 적용을 위한 가상 관성력 도입, 겉보기 무게 설명 및 운동 분석. |
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[9강] 운동의 법칙 (3)
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9강. 운동의 법칙 (3) - 예제 풀이와 개념 정리
• 뉴턴 운동 법칙: 자유 물체도, 힘 분해를 통한 알짜힘($\sum \vec{F}$) 분석 및 가속도($a$) 산출 절차. • 다중 물체 시스템: 장력, 접촉력, 겉보기 무게를 포함한 운동 방정식($\sum \vec{F} = m\vec{a}$) 연립 풀이. • 운동 변수 예측: 등가속도 운동 공식 활용 및 비관성계 관성력 개념 적용으로 속도, 시간, 거리 계산. |
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| 5장. 뉴턴 법칙의 응용 | ||
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[10강] 뉴턴 법칙의 응용 (1)
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뉴턴 법칙의 응용: 마찰력
* 마찰력 개념: 물체의 운동을 방해하는 접촉력으로, 정지마찰력과 운동마찰력으로 구분되며 접점의 미끄러짐 여부로 판단. * 마찰계수 정의 및 측정: 수직항력에 비례하는 마찰력($f=\mu n$)의 비례 상수($\mu_s, \mu_k$)로, 빗면 실험을 통해 측정($\mu = \tan\theta$) 가능. * 마찰력의 운동 분석: 뉴턴 법칙 기반 힘의 분해, 자유 물체도, 운동 방정식($\sum F = ma$) 수립을 통한 물체 운동 상태 및 가속도 분석. |
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[11강] 뉴턴 법칙의 응용 (2)
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뉴턴 법칙 응용: 비등속 원운동
• 원운동의 구심력 개념: 물체의 원운동을 유지하는 중심 방향 힘의 정의 및 크기($F = m \frac{v^2}{r}$) 결정 원리. • 등속 원운동 분석: 장력, 마찰력, 수직항력이 구심력으로 작용하는 다양한 상황별 속력 및 힘의 관계 해석. • 비등속 수직 원운동: 중력 영향 하 최고점, 최저점, 임의 위치에서 장력, 수직항력, 한계 속력 변화 분석. |
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[12강] 뉴턴 법칙의 응용 (3)
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뉴턴 법칙의 응용 저항력과 종단속력 및 운동 분석
• 속력 비례 저항력 모델: 운동방정식의 변수분리법 적용 및 지수 함수 형태의 시간에 따른 속도 함수 유도 • 속력 제곱 비례 저항력 모델: 항력계수·유체밀도·단면적 등 물리적 변수에 따른 저항력 수식과 종단속력 산출 원리 • 종단속력 및 시간상수: 중력과 저항력의 평형을 통한 수렴 속도 정의와 시간상수(τ) 기반의 도달률 정량 분석 |
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| 6장. 계의 에너지 | ||
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[13강] 계의 에너지 (1)
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계의 에너지 (1): 일과 스칼라곱
* 에너지 개념: 물체 상태의 스칼라량으로 정의되며, 계와 환경 설정을 통해 에너지 전달 메커니즘을 분석. * 일(Work) 계산: 환경으로부터 계로 힘을 통해 에너지를 전달하는 과정으로, 일정한 힘은 힘과 변위의 스칼라곱($W = \vec{F} \cdot \Delta \vec{r}$)으로, 변하는 힘은 힘-변위 그래프 면적 또는 적분($W = \int F dx$)으로 계산. * 용수철 힘이 한 일: 용수철 복원력($-k\vec{x}$)과 외력($k\vec{x}$)이 한 일의 계산 방식과 부호 차이를 통해 에너지 전달 방향을 이해. |
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[14강] 계의 에너지 (2)
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계의 에너지 (2) – 운동에너지와 위치에너지, 보존력과 비보존력
• 에너지: 물체 상태를 나타내는 스칼라량; 운동에너지($K=\frac{1}{2}mv^2$)는 운동, 위치에너지($U_g=mgy$, $U_s=\frac{1}{2}kx^2$)는 위치 변화에 따른 잠재 에너지. • 일-운동에너지 정리: 일은 운동에너지 변화량($W=\Delta K$)이며, 보존력은 역학적 에너지를 보존하고 비보존력은 열에너지로 전환. • 힘과 퍼텐셜에너지 관계: 힘은 퍼텐셜에너지의 음의 미분($F = -\frac{dU}{dx}$)으로 표현되며, 계의 총 에너지는 항상 보존됨. |
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| 7장. 에너지의 보존 | ||
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[15강] 에너지의 보존
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에너지 보존 원리 및 일률
* **에너지 보존 원리**: 고립계 역학적 에너지 보존과 비고립계 에너지 전달을 통한 전체 에너지 보존 개념. * **비보존력**: 역학적 에너지 감소 원인 및 비보존력 작용 시 전체 에너지 보존 원리 적용. * **일률**: 에너지 전달 시간당 비율 정의, 순간/평균 일률 계산, 단위 및 힘-속도 관계 분석. |
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| 8장. 운동량과 충돌 | ||
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[16강] 운동량과 충돌 (1)
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33
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운동량과 충돌 (1): 선운동량 및 충격량
• 선운동량 개념: 질량과 속도의 곱으로 정의되는 물리량으로, 힘-에너지 분석이 어려운 물체 운동 해결에 활용. • 선운동량 보존 법칙: 외부 알짜힘이 0인 고립계에서 총 선운동량이 일정하게 보존되는 원리 및 다입자계 상호작용 분석. • 충격량 및 운동량 정리: 알짜힘의 시간 적분으로 운동량 변화량과 동일하며, 충돌 현상 및 완충 장치 원리 이해에 적용. |
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[17강] 운동량과 충돌 (2)
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1차원 충돌: 완전 비탄성, 탄성 충돌 및 응용
• 1차원 충돌 분류: 운동량 보존을 기반으로 운동에너지 보존 여부에 따라 완전 비탄성 및 탄성 충돌의 개념과 특징 정리 • 충돌 물리량 분석: 완전 비탄성 충돌의 최종 속도, 탄성 충돌의 충돌 후 속도 계산 및 반발 계수 정의를 통한 탄성도 분석 • 탄성 충돌 조건: 질량비에 따른 탄성 충돌 후 운동 양상 분석, 근사적 탄성충돌 해석과 에너지 보존 원리 응용 |
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[18강] 운동량과 충돌 (3)
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운동량과 충돌 (3), 질량중심과 입자계의 운동
• 이차원 충돌: X, Y축 운동량·에너지 보존 원리 적용, 특히 동일 질량 탄성 충돌 시 90° 운동 방향 특성 이해 • 질량중심 정의: 물체 운동 단순화를 위한 가상의 점으로, 이산 입자계는 합산, 연속체는 밀도와 적분으로 위치 계산 • 입자계의 질량중심 운동: 외부 알짜힘만이 질량중심의 가속도 결정, 내부 힘은 운동 궤적에 영향 없음 |
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[19강] 운동량과 충돌 (4)
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로켓 운동과 추진력
• 로켓 운동 및 추진력: 운동량 보존 법칙 기반 Tsiolkovsky 방정식으로 로켓 속도 변화와 추진력 계산. • 선운동량 보존 및 충돌: 충격량, 반발 계수를 활용한 완전 비탄성 및 탄성 충돌 유형별 운동량 분석. • 질량 중심: 이산 질점 및 연속체 시스템의 질량 분포 중심 정의 및 계산 원리. |
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| 9장. 상대성 이론 | ||
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[20강] 상대성 이론 (1)
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47
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상대성 이론 (1): 갈릴레이 및 아인슈타인의 특수 상대론
• 갈릴레이 상대성 원리: 관성기준틀 내 역학법칙 동등성을 정의하고, 마이켈슨-몰리 실험으로 에테르 가설 폐기 및 빛의 매질 부재를 입증 • 아인슈타인 특수 상대론: 모든 물리법칙 및 빛 속력 불변성 가정을 기반으로 동시성의 상대성 원리를 제시 • 시간 팽창 및 길이 수축: 로렌츠 인자를 통해 시간과 공간의 상대적 변화를 설명하며 쌍둥이 역설 등 핵심 현상 분석 |
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[21강] 상대성 이론 (2)
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04:
12
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상대성 이론 (2) 주요 개념 및 에너지 관계
* Lorentz 변환식: 특수 상대론에서 시간 및 공간의 상호 연관성을 설명하며 광속 불변 원리를 입증하는 시공간 변환. * 일반 상대성이론: 등가 원리를 통해 중력과 가속계 현상을 통합하고 질량에 의한 시공간 왜곡 개념을 설명. * 질량-에너지 등가성: 상대론적 운동량 및 에너지 개념을 정의하며 질량 결손과 에너지 방출 관계를 분석. |
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| 10장. 회전 운동 | ||
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[22강] 회전 운동 (1)
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06
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회전 운동의 기본 변수 및 병진 운동과의 관계
• 회전 운동 변수: 각위치, 각변위, 각속도, 각가속도 등 회전 현상 기술을 위한 기본 물리량 정의 및 벡터 특성. • 등각가속도 운동: 등가속도 직선운동과 변수 치환하여 각운동 방정식을 적용하고 문제 해결. • 회전-병진 운동 관계: 반지름을 통해 선형 물리량과 각 물리량을 상호 변환하고, 접선 가속도와 지름 가속도를 구분하여 전체 가속도 분석. |
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[23강] 회전 운동 (2)
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회전운동에너지, 관성모멘트, 토크 및 벡터곱
• 회전운동에너지: 강체 회전 에너지를 질량 분포에 따른 관성모멘트와 각속력으로 정의하고 계산합니다. • 관성모멘트: 물체의 회전 저항도를 나타내며, 평행축정리를 활용하여 다양한 축에 대한 값을 효율적으로 계산합니다. • 토크 및 벡터 외적: 물체를 회전시키는 힘인 토크를 정의하고, 벡터 외적 및 오른손 법칙을 통해 크기와 방향을 결정합니다. |
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[24강] 회전 운동 (3)
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06:
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회전 운동 (3) 강체의 평형, 에너지, 각운동량 보존
* 강체 평형 원리: 알짜 외력 및 알짜 토크가 0인 병진·회전 평형 조건 분석 및 적용. * 회전 동역학 법칙: 알짜 토크($\tau$)에 의한 각가속도($\alpha$) 관계($\tau=I\alpha$) 및 회전 운동 에너지($K_R$) 변화($W=\Delta K_R$) 원리 이해. * 각운동량 보존: 입자 및 강체의 각운동량 정의($L=I\omega$)와 외부 토크 부재 시 각운동량 보존($I_i\omega_i=I_f\omega_f$) 원리 적용. |
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[25강] 회전 운동 (4)
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회전 운동 (4): 각운동량 보존 및 굴림운동
* **각운동량 보존**: 외부 토크 부재 시 관성모멘트 변화에 따른 각속력 변화를 통한 회전 상태 유지 원리. * **굴림운동 정의 및 에너지**: 미끄러짐 없는 병진운동과 회전운동의 결합으로, 총 운동 에너지는 병진 및 회전 에너지의 합. * **비탈면 굴림운동 가속도**: 정지마찰력 작용 하에 물체 질량중심 가속도 발생 원리 및 기하학적 형태가 가속도에 미치는 영향. |
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| 11장. 중력과 궤도 운동 | ||
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[26강] 중력과 궤도 운동 (1)
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38:
46
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뉴턴 만유인력 법칙과 중력장 개념
• 뉴턴 만유인력 법칙: 질량체 간 인력 작용 원리 및 질량과 거리 제곱에 반비례하는 힘의 크기 ($F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$) 정의 • 만유인력 상수 측정: 캐번디시 장치를 통한 $G$ 값 결정 및 지구 평균 밀도 유추 과정 요약 • 중력장 개념: 질량 주위 중력 영향 공간 정의와 지구 내부 및 외부에서의 중력 변화 양상 분석 |
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[27강] 중력과 궤도 운동 (2)
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03:
04
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중력과 궤도 운동: 케플러 법칙과 에너지
• 케플러 법칙: 행성 궤도의 타원성, 면적 속도 일정 원리, 공전 주기의 장반경 비례 관계를 설명 • 중력 에너지 개념: 무한대를 기준으로 하는 위치 에너지 정의와 위성 역학적 에너지(운동 + 위치)로 궤도 형태를 결정 • 탈출 속력: 중력장으로부터 물체가 벗어나기 위한 최소 속력으로, 에너지 보존 법칙으로 유도 및 계산 |
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| 12장. 진동 | ||
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[28강] 진동 (1)
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20
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진동 (1): 용수철 단조화진동의 기본 개념 및 수학적 기술
* 단순조화운동 (SHM): 복원력이 변위에 선형 비례하는 진동의 정의 및 용수철 진자 원리 이해 * SHM 수학적 기술: 운동방정식 해인 변위 함수 $x(t) = A\cos(\omega t + \phi)$ 유도, 각진동수 $\omega = \sqrt{k/m}$ 및 주기·진동수 등 핵심 물리량 정의와 계산 * 진동 변위-속도-가속도 관계: 미분을 통한 함수 유도, 상호 위상차 및 최대/최소 발생 지점 분석 |
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[29강] 진동 (2)
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0:
54:
16
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진동자의 에너지, 단진자, 물리진자 및 공명
• 단조화진동자 에너지: 역학적 에너지 보존 원리 및 운동, 퍼텐셜 에너지의 상호 전환 과정과 총 역학적 에너지($\frac{1}{2}kA^2$)의 진폭 의존성. • 단진자 및 물리진자: 작은 각변위 근사를 통한 단순조화운동 해석과 주기(줄 길이 $L$, 회전 관성 $I$) 결정 및 특성 비교. • 공명 및 감쇠진동: 저항력에 따른 감쇠진동 유형(과감쇠, 임계감쇠, 저감쇠) 분석과 고유 각진동수와 구동 각진동수 일치 시 진폭이 극대화되는 공명 현상 원리. |
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| 13장. 역학적 파동 | ||
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[30강] 역학적 파동 (1)
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1:
01:
08
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역학적 파동 기본 개념 및 파동 함수
• 역학적 파동 개념: 매질 진동을 통한 에너지 전달 원리 및 횡파·종파의 분류와 특징 이해 • 진행파 물리량: 진폭·파장·주기·진동수 등 핵심 물리량 정의 및 파수·각진동수를 활용한 파동함수($A\sin(kx \pm \omega t + \phi)$) 표현 • 선형 파동 방정식: 파동함수 미분 관계로부터 유도되는 기본 방정식과 $f(x \pm vt)$ 형태의 일반 해 분석 |
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[31강] 역학적 파동 (2)
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45:
49
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역학적 파동의 속력, 반사, 에너지 전달, 음파
* 역학적 파동 속력: 매질(장력, 선밀도) 특성으로 결정되며, 진행 파동의 에너지 전달률은 진폭과 각진동수 제곱에 비례. * 파동의 반사 및 투과: 매질 경계면에서 고정단/자유단 조건 및 매질 밀도 차이에 따른 위상 변화 현상 분석. * 음파의 특성: 종파로서 밀과 소 형성 원리, 변위와 압력의 위상차, 매질 온도에 따른 속력 변화 분석. |
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[32강] 역학적 파동 (3)
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0:
37:
05
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Summary Content:
역학적 파동: 도플러 효과 및 파동의 기본 개념 • 도플러 효과: 음원 및 관측자 상대 운동에 따른 파동 진동수 변화 원리, 일반식 ($f' = \left(\frac{v \pm v_O}{v \mp v_S}\right)f$)과 반사음의 이중 효과 적용. • 역학적 파동의 기본: 횡파, 종파의 정의, 파동함수 표현($y = A\sin(kx - \omega t + \phi)$) 및 고정단/자유단 반사 특성 파악. • 파동의 속력 및 에너지: 줄에서의 파동 속력($v = \sqrt{T/\mu}$), 공기 중 음속($v = 331\sqrt{1 + T_C/273}$) 계산 및 사인형 파동의 에너지 전달률($P = \frac{1}{2}\mu\omega^2A^2v$) 이해. |
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| 14장. 중첩과 정상파 | ||
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[33강] 중첩과 정상파 (1)
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01
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중첩과 정상파의 기초 개념
• 파동 중첩 원리: 여러 파동의 위상차·경로차 기반 보강·상쇄 간섭을 통한 합성파동 형성 과정 설명 • 정상파 정의: 동일 파동의 반대 방향 중첩으로 마디·배를 갖는 정지 파동의 발생 및 특성 분석 • 줄에서의 정상파: 경계 조건에 따른 정규모드의 고유 파장($\lambda_n$) 및 진동수($f_n$)와 조화모드의 관계 탐구 |
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[34강] 중첩과 정상파 (2)
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0:
53:
49
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중첩과 정상파 (2): 공기관 정상파와 맥놀이
• 공기관 정상파: 관 끝 조건(열림/닫힘)에 따른 변위 마디/배 형성 및 파장/진동수 공식($\lambda_n, f_n$)을 통한 공명 현상 이해. • 양쪽 열린 관: $f_n = n(v/2L)$로 모든 조화모드 발생; 한쪽 열린 관: $f_n = n(v/4L)$ (n은 홀수)로 홀수 조화모드만 발생. • 맥놀이 현상: 진동수가 다른 두 파동의 중첩으로 발생하는 주기적 세기 변화, 맥놀이 진동수 $f_{beat} = |f_1 - f_2|$ 계산. |
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| 15장. 유체 역학 | ||
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[35강] 유체 역학 (1)
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04:
34
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유체 역학 (1): 압력, 밀도, 정지유체 및 파스칼 법칙
• 유체: 흐르는 물질의 정의와 층밀리기 힘에 대한 복원력 부재 특성 및 밀도, 압력의 핵심 물리량 역할. • 정지 유체 압력: 깊이에 따른 압력 변화 원리($P = P_0 + \rho g h$)와 파스칼의 법칙을 통한 갇힌 유체 압력 균일 전달 메커니즘. • 유압프레스: 파스칼 법칙을 활용한 작은 힘으로 큰 힘 발생 원리 및 일(에너지) 보존의 적용. |
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[36강] 유체 역학 (2)
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52:
03
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유체 압력 측정, 부력, 이상유체 및 연속 방정식
• 유체 압력 측정: 수은기압계·열린 관 기압계를 통한 대기압, 계기압력, 절대압력 개념 및 측정 원리 이해. • 부력 개념: 아르키메데스의 원리 기반 유체의 밀도 차이에 따른 부유·침강 조건 분석; 이상유체 특징: 비점성, 비압축성, 정상·비회전성 흐름 정의. • 연속방정식: 질량 보존 법칙에 기반한 유체의 부피 흐름률 ($AV$) 일정 원리 및 단면적-유속 관계($A_1 v_1 = A_2 v_2$) 적용. |
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[37강] 유체 역학 (3)
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유체 역학 (3): 베르누이 방정식
* 베르누이 방정식: 흐르는 이상 유체의 압력, 속력, 높이 관계를 일-에너지 보존 법칙 기반으로 설명. * 유체 압력-속력 관계: 정지 유체 깊이별 압력 변화 및 수평 흐름에서 속력 증가 시 압력 감소 원리 적용. * 베르누이 방정식 응용: 마그누스 효과, 비행기 양력, 토리첼리 법칙 등 유체 동역학 현상 분석. |
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| 16장. 온도와 기체 운동론 | ||
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[38강] 온도와 기체 운동론 (1)
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온도와 기체 운동론 (1): 온도 정의 및 열팽창
• 온도 개념: 열적 평형 상태를 판단하는 SI 기본 물리량으로, 열역학 제0법칙에 의해 객관적으로 정의. • 온도 눈금: 켈빈, 섭씨, 화씨의 기준점, 절대 영도(0 K) 및 상호 변환 관계 파악. • 열팽창 원리: 온도 변화에 따른 길이·면적·부피 변화와 선팽창·면팽창·부피팽창 계수($\alpha, 2\alpha, 3\alpha$) 관계, 물의 특이점 및 바이메탈 응용. |
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[39강] 온도와 기체 운동론 (2)
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온도와 기체 운동론 핵심 개념 정리
• 아보가드로 수: 몰 단위를 통한 기체 정량적 해석과 분자 수-몰 관계를 정의. • 이상기체 법칙: 기체의 거시적(PV=nRT) 및 미시적(PV=NkBT) 특성인 부피, 압력, 몰 수, 온도의 관계를 설명. • 기체운동론: 압력 및 온도의 미시적 해석, 분자 평균 병진운동 에너지와 제곱평균제곱근 속력의 관계, 에너지 등분배 원리 적용. |
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| 17장. 열적 과정에서의 에너지: 열역학 제1법칙 | ||
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[40강] 열적 과정에서의 에너지: 열역학 제1법칙 (1)
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열역학 제1법칙: 열과 내부에너지, 열용량, 비열, 잠열
* 열역학 제1법칙 기초: 내부에너지 정의와 온도차에 따른 열 에너지 전달 메커니즘 이해. * 열용량 및 비열: 물질의 온도 변화에 필요한 단위 질량당 열에너지 계산 원리 및 열량측정법 활용. * 잠열: 상태 변화 시 온도 변화 없이 내부에너지에 기여하는 열 개념 및 융해열, 증발열 계산. |
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[41강] 열적 과정에서의 에너지: 열역학 제1법칙 (2)
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열역학 제1법칙 (2): 열역학적 과정과 응용
* 열역학 제1법칙: 내부에너지 변화($\Delta E_{int}$)를 열($Q$)과 일($W$)의 합으로 정의하는 에너지 보존 원리. * 열역학적 과정의 일: 준정적 과정을 통해 $PV$ 곡선 면적으로 일($W = -\int P dV$)을 계산하는 방식과 경로 의존성. * 주요 열역학 과정: 단열, 자유팽창, 등압, 등적, 등온 과정별 고유 조건, 일 계산, 내부에너지 변화 특성. |
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[42강] 열적 과정에서의 에너지: 열역학 제1법칙 (3)
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열역학 제1법칙 (3): 이상기체 몰비열, 단열, 열전달
• 이상기체 열역학: 내부에너지의 온도 의존성 정의 및 몰비열($C_V, C_P$)과 자유도($f$)의 관계를 통해 기체 열용량 분석 • 단열 과정: 열 출입 없는 기체 상태 변화의 원리를 $PV^\gamma = \text{일정}$ 및 $TV^{\gamma-1} = \text{상수}$ 관계식으로 설명 • 열전달 방식: 전도, 대류, 복사 세 가지 메커니즘을 정의하고 각 방식의 물리적 원리 및 핵심 수식으로 열 에너지 이동 설명 |
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| 18장. 열기관, 엔트로피 및 열역학 제2법칙 | ||
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[43강] 열기관, 엔트로피 및 열역학 제2법칙 (1)
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03
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열기관과 카르노기관, 열역학 제2법칙
• 열기관과 열역학 제2법칙: 열에너지를 기계적 일로 변환하는 장치의 원리, 열효율 정의 및 최대 효율의 한계 파악. • 가역 및 비가역과정: 계의 평형 상태 복원 가능성 및 자연 현상의 비가역적 특성 구분. • 카르노기관, 열펌프 및 냉장고: 이상적인 열기관의 순환 과정과 최대 열효율 공식, 그 역과정인 열이동 장치의 성능계수 정의. |
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[44강] 열기관, 엔트로피 및 열역학 제2법칙 (2)
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열역학 제2법칙과 엔트로피
• 엔트로피 개념: 계의 무질서도 척도이며, $dS=dQ/T$로 정의되는 경로 무관 상태 함수. • 열역학 제2법칙: 닫힌계에서 비가역 과정 시 엔트로피가 항상 증가하는 원리. • 통계적 엔트로피 및 비가역 과정: $S=k_B \ln W$로 무질서도 관계 규명, 비가역 과정 엔트로피는 등가 가역 과정으로 계산. |
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| 19장. 전기력과 전기장 | ||
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[45강] 전기력과 전기장 (1)
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전기력과 전기장 기본 개념 및 쿨롱의 법칙
• 전하 개념: 양(+)·음(-) 두 종류의 전기적 성질 정의, 대전·총전하량 보존 원리 및 도체·절연체·유도전하·분극 현상 이해 • 쿨롱의 법칙: 두 대전 입자 간 전기력의 크기를 전하량과 거리에 따라 정량화하고, 정전기 상수 $k_e$와 벡터 합을 이용한 힘의 계산 • 전기장 개념: 전하 주변에 전기력이 작용하는 공간을 정의하고, 전기력 전달 매개체로서의 특성 파악 |
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[46강] 전기력과 전기장 (2)
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전기장 정의, 점전하 및 연속 전하분포 전기장 계산
• 전기장 개념: 시험전하에 작용하는 힘으로 정의되는 공간적 벡터장이며, 중첩 원리로 합산. • 점전하 전기장: 쿨롱 법칙 기반으로 계산하며, 여러 점전하의 경우 벡터 합산으로 총 전기장 도출. • 연속 전하분포 전기장: 전하밀도(선, 면, 부피)를 이용한 미소전하 설정과 벡터 적분으로 특정 대전체의 전기장 분석. |
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[47강] 전기력과 전기장 (3)
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전기력과 전기장 (3): 전기선속과 가우스의 법칙
* **전기력선 및 대전입자 운동**: 전기장의 방향과 세기를 시각화하고, 균일 전기장 내 대전입자의 등가속도 운동 원리 분석. * **전기선속 개념**: 면을 통과하는 전기장의 흐름을 정량화하며, 전기장 벡터와 면적 벡터의 내적을 통해 계산. * **가우스의 법칙과 활용**: 폐곡면 내부 전하와 알짜 전기선속의 관계를 통해 대칭적 전하 분포의 전기장을 효율적으로 계산. |
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[48강] 전기력과 전기장 (4)
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전기력과 전기장: 가우스 법칙 및 도체 특성
* 가우스 법칙: 대칭 전하 분포의 전기장 계산 원리로, 부도체 구, 무한 도선, 평면의 전기장 유도 및 분석. * 정전기적 평형 도체: 내부 전기장 0, 과잉 전하의 표면 분포, 표면 전기장의 수직성 및 뾰족한 곳 전하 집중 특성 정의. * 전기력 및 전기장 기초: 쿨롱 법칙, 전기장 정의, 중첩 원리, 부피·표면·선 전하 밀도 등 핵심 전기학 개념 요약. |
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| 20장. 전위와 전기용량 | ||
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[49강] 전위와 전기용량 (1)
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전위와 전기용량 (1)
• 전위는 전하의 전기적 위치에너지를 전하량으로 나눈 스칼라량이며, 무한대 기준 점전하 전위 $V=kq/r$로 정의. • 복수 점전하 계의 전위는 각 전하 전위의 대수적 합이며, 계의 위치에너지는 각 전하 쌍 상호작용 에너지 합산으로 계산. • 전기장은 전위의 공간적 변화율을 나타내는 벡터량이며, 원자/핵물리 에너지 단위로 전자볼트(eV)를 활용. |
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[50강] 전위와 전기용량 (2)
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전위와 전기용량 (2) - 균일 전기장, 등전위면, 전위로부터 전기장 계산, 연속 전하분포
• 균일 전기장 내 전위차: 전하의 위치에너지 변화와 역학적 에너지 보존 원리 이해 • 등전위면: 전위가 동일한 지점들의 집합이자, 전기력선에 항상 수직인 특성 분석 • 전위로부터 전기장 계산: 미분 관계를 활용한 전기장 도출 및 연속 전하분포의 전위 적분 방법 학습 |
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[51강] 전위와 전기용량 (3)
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대전 도체 전위 및 다양한 축전기 전기용량 계산
* 대전 도체 전위: 전하 분포, 표면 및 내부 동일 전위, 내부 전기장 0 특성 분석. * 축전기 및 전기용량: 전기 에너지 저장 소자 정의, 단위 전압당 전하량인 전기용량 $C=Q/\Delta V$의 개념과 계산 원리. * 축전기 용량 계산: 가우스 법칙과 전위차 적분을 통해 평행판, 원통형, 구형 축전기의 전기용량 공식을 유도하고 관련 요소를 파악. |
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[52강] 전위와 전기용량 (4)
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09
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축전기 연결, 에너지 저장, 유전체 효과
• 축전기 연결 방식: 병렬 시 등가용량 단순 합산, 직렬 시 역수의 합 역산으로 등가 전기용량 산출 원리. • 축전기 에너지 저장: $U = \frac{1}{2} C (\Delta V)^2$로 저장량 정의, 전기장에 저장되는 에너지밀도 $u = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2$ 공식 이해. • 유전체 효과: 유전체 삽입 시 전기용량 $\kappa$배 증가, 유도 전기장 형성으로 내부 전기장 약화 및 최대 작동 전압 향상 원리. |
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| 21장. 전류와 직류회로 | ||
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[53강] 전류와 직류회로 (1)
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전류, 저항, 전기전도모형의 핵심 이해
• 전류 개념: 전하의 흐름 정의, 유동속력 및 전류밀도 계산과 물질 내 전하 이동 특성 분석 • 저항 및 옴의 법칙: 전류 흐름 방해 특성, 비저항·전도도 정의와 온도 의존성, 옴성/비옴성 물질 구분 • 초전도체 및 전기전도모형: 임계 온도 이하 저항 0 특성과 드루이드 모형을 통한 비저항의 전기장 독립성 설명 |
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[54강] 전류와 직류회로 (2)
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전류와 직류회로: 에너지, 전력, 기전력, 저항 연결
* **전력 개념:** 전하의 에너지 변환률로 $P=I\Delta V=I^2R=\frac{(\Delta V)^2}{R}$ 공식과 kWh 단위 사용. * **기전력($\mathcal{E}$):** 단위 전하당 공급 에너지 개념과 내부 저항($r$) 고려한 단자 전압($\Delta V=\mathcal{E}-Ir$) 특성 이해. * **저항기 연결:** 직렬 연결은 전류 일정, 등가 저항 합산($R_{eq}=\sum R_i$); 병렬 연결은 전압 일정, 등가 저항 역수 합($\frac{1}{R_{eq}}=\sum \frac{1}{R_i}$) 계산. |
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[55강] 전류와 직류회로 (3)
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전류와 직류회로 (3) - 키르히호프 법칙과 RC 회로
* 키르히호프 법칙: 전하 보존의 분기점 법칙과 에너지 보존의 고리 법칙으로 복잡한 직류 회로를 해석. * RC 회로 충전/방전: 저항-축전기 직렬 회로에서 미분방정식을 통해 지수 함수적 전하·전류 변화를 분석. * 시간 상수 ($\tau=RC$): RC 회로의 고유 특성으로, 충전 및 방전 속도를 결정하는 핵심 요소. |
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| 22장. 자기력과 자기장 | ||
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[56강] 자기력과 자기장 (1)
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자기력과 자기장 (1) - 개념 및 대전입자 운동 응용
• 자기장과 자기력: 운동 전하 생성 자기장 및 $q\vec{v} \times \vec{B}$로 정의되는 자기력의 방향과 크기 결정. • 자기장 내 대전입자 운동: 자기장에 수직 시 원운동, 비스듬히 입사 시 나선 운동 궤적 및 물리량 분석. • 대전입자 운동 응용: 속도 선택기, 질량 분석기, 사이클로트론, 싱크로트론의 입자 가속 및 분석 원리. |
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[57강] 자기력과 자기장 (2)
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전류 도체 자기력, 전류 고리 토크 및 자기쌍극자 모멘트
* 전류 도체 자기력: 자기장 내 전류 도체에 작용하는 자기력 $\vec{F_B} = I\vec{L} \times \vec{B}$ 개념 및 계산 원리. * 전류 고리 토크: 균일 자기장 내 전류 고리가 받는 토크 $\vec{\tau} = N I \vec{A} \times \vec{B}$ 발생 메커니즘 분석. * 자기쌍극자 모멘트: 전류 고리의 자기쌍극자 모멘트 $\vec{\mu} = N I \vec{A}$ 정의와 자기장 내 위치 에너지 $U = -\vec{\mu} \cdot \vec{B}$ 관계. |
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[58강] 자기력과 자기장 (3)
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비오-사바르 법칙과 전류가 만드는 자기장
• 비오-사바르 법칙: 전류 요소가 만드는 미소 자기장의 크기 및 방향을 정의하며, 오른손 법칙으로 방향을 결정하는 기본 원리. • 도선별 자기장 계산: 무한 직선 도선, 원형 도선 중심 및 축상 자기장을 비오-사바르 법칙 적분과 대칭성 활용으로 계산하는 방법. • 자기장 분석 원리: 전류에 의한 자기장 방향을 오른손 법칙으로 파악하고, 벡터 합 및 대칭성을 적용하여 복합적인 자기장을 분석. |
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[59강] 자기력과 자기장 (4)
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자기력과 자기장 (4): 평행도선, 앙페르 법칙, 솔레노이드 및 토로이드 자기장
* 평행도선 자기력: 전류 흐름에 따른 도선 간 힘의 작용 원리 및 1 A 전류 정의 이해. * 앙페르 법칙: 대칭 전류 분포에서 자기장 계산을 위한 핵심 도구 및 적용 절차 분석. * 다양한 자기장 구조: 무한도선, 솔레노이드, 토로이드 내부/외부 자기장 특성과 수식적 표현 학습. |
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| 23장. 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 | ||
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[60강] 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 (1)
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05:
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패러데이의 법칙, 운동 기전력 및 교류 발전기
• 패러데이 유도법칙: 자기선속 변화를 통한 유도기전력 및 유도전류 발생 원리 정립 • 운동 기전력: 자기장 내 도체 운동으로 전하가 분리되어 기전력 발생, 역학적 에너지의 전기 에너지 전환 과정 • 교류 발전기: 회전 코일의 자기선속 변화를 이용해 교류 기전력 생성 및 전기 에너지 생산 |
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[61강] 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 (2)
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23
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일반물리학: 패러데이 법칙, 유도계수 및 교류회로(2)
• 패러데이 법칙: 변하는 자기 선속이 유도 기전력을 생성하는 원리 및 렌츠의 법칙을 통한 유도 전류 방향 결정. • 유도 전기장: 변하는 자기장이 유도하는 전기장으로, 전위 개념 부재 및 솔레노이드 내외부 크기 의존성 분석. • 유도계수: 코일의 자기 선속-전류 비례 상수 정의 및 전류 변화율에 비례하는 자체유도기전력 발생 원리. |
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[62강] 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 (3)
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RL회로와 자기장 에너지, 교류 전원 개론
• RL 회로 전류: 유도기 영향으로 지수함수적 변화(증가/감소) 및 시간상수($L/R$) 특성 규정. • 유도기 자기장 에너지: 에너지 저장($\frac{1}{2}LI^2$)과 에너지밀도($\frac{1}{2\mu_0}B^2$) 정의 및 전기장 에너지와 유사성 이해. • 교류 전원 특성: 전압의 사인 함수적 주기 변동, 전압 진폭 및 각주파수로 기본 개념 이해. |
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[63강] 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 (4)
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RLC 회로와 리액턴스
* AC 회로 소자 위상 관계: 저항, 인덕터, 축전기별 전압-전류 위상차 및 특성 분석. * 리액턴스 개념: 유도 및 용량 리액턴스의 정의, 주파수 의존성, 전류 흐름 방해 역할 규명. * rms 값 활용: 교류 전력 소모 환산을 위한 실효값 정의 및 최대값과의 관계 이해. |
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[64강] 패러데이의 법칙, 유도계수 및 교류회로 (5)
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직렬 RLC회로의 임피던스, 전력 및 공명
• 직렬 RLC회로 임피던스: 저항, 유도 및 용량 리액턴스의 벡터 합으로 교류회로의 합성 저항 역할 수행 • 교류 전력인자 및 평균 전력: 실효값과 위상각을 활용, 전력 효율 및 저항에서의 에너지 소모 원리 분석 • RLC 공명 현상: 유도 및 용량 리액턴스가 같아져 임피던스 최소화, 최대 전류 발생 및 공명 진동수 결정 |
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| 24장. 전자기파 | ||
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[65강] 전자기파 (1)
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전자기파 및 맥스웰 방정식, 헤르츠의 발견
• 맥스웰 변위전류: 전기다발 변화가 자기장을 유도하는 개념으로, 앙페르 법칙을 일반화하여 전자기 상호작용 설명 • 맥스웰 방정식: 전기에 대한 가우스, 자기에 대한 가우스, 패러데이, 앙페르-맥스웰 법칙으로 고전 전자기학 원리 통합 • 헤르츠 전자기파 발견: LC 회로 실험을 통해 전자기파 존재를 증명하고, 빛의 속력과 일치함을 입증 |
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[66강] 전자기파 (2)
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전자기파의 기술, 에너지, 운동량 및 복사압
* 전자기파 개념: 맥스웰 방정식 기반, 전기장과 자기장의 상호 유도 및 진공 중 빛의 속도로 전파되는 파동 원리 이해. * 전자기파 에너지: 포인팅 벡터로 에너지 수송률($\vec{S}$) 정의, 파동 세기($I$)와 에너지 밀도($u$) 계산 및 관계 분석. * 전자기파 운동량/복사압: 흡수 에너지에 따른 선운동량 전달, 물체에 가하는 복사압 발생 원리 및 흡수·반사에 따른 계산. |
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[67강] 전자기파 (3)
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전자기파 스펙트럼 및 빛의 편광
• 맥스웰 방정식: 전기장과 자기장 상호 유도로 전자기파가 발생·전파되는 원리를 기술하고, 그 스펙트럼과 속력을 정의 • 빛의 편광: 전기장 진동 방향이 특정하게 제한되는 현상으로, 편광판 구현 원리와 말뤼스 법칙으로 세기 변화 설명 • 전자기파 에너지 및 운동량: 포인팅 벡터, 파동 세기, 에너지 밀도, 복사압으로 에너지 전달과 운동량 특성을 정량화 |
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| 25장. 빛의 반사와 굴절 | ||
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[68강] 빛의 반사와 굴절 (1)
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29
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빛의 반사와 굴절 개념 완성
• 빛의 이중성과 기하광학 모형: 파동·입자적 특성 및 광선 기반 빛 현상 분석 원리 학습 • 빛의 반사·굴절 법칙: 반사 법칙과 스넬의 법칙($n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$)으로 빛의 경로 변화 및 굴절률 관계 설명 • 매질 굴절률과 브루스터 각: 빛의 속력·파장 변화(진동수 불변)와 반사에 의한 완전 편광 조건 이해 |
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[69강] 빛의 반사와 굴절 (2)
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빛의 반사와 굴절 (2): 분산, 호이겐스의 원리, Snell 법칙, 내부 전반사
* 빛의 분산: 파장에 따른 매질 내 속력 차이로 백색광이 스펙트럼으로 분리되는 굴절 현상. * 호이겐스의 원리: 파동의 전파를 2차 구면파의 접선으로 설명하며, 빛의 반사 및 굴절 현상을 파동 이론으로 증명하는 근간. * Snell의 법칙 및 내부 전반사: 매질 경계면에서의 빛 굴절($n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$) 관계와, 굴절률 높은 매질에서 낮은 매질로 진행 시 임계각 초과에 따른 전반사 원리. |
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| 26장. 거울과 렌즈에 의한 상의 형성 | ||
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[70강] 거울과 렌즈에 의한 상의 형성 (1)
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거울에 의한 상의 형성 (1): 실상, 허상 및 거울방정식
• 실상과 허상 개념: 실제 광선 및 연장선 경로에 따른 상의 종류 분류와 평면거울의 허상 형성 원리. • 구면거울의 상 형성: 초점거리, 곡률반지름 개념 및 광선 작도법으로 물체 위치에 따른 실상/허상, 정립/도립, 확대/축소 상 분석. • 거울방정식($1/p + 1/q = 1/f$): 물체/상 거리, 초점거리 관계 및 부호 규약을 이용한 상의 위치, 크기, 종류 정량적 분석. |
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[71강] 거울과 렌즈에 의한 상의 형성 (2)
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거울과 렌즈에 의한 상의 형성 (2)
• 굴절에 의한 상 형성: 스넬 법칙 및 근축광선 근사를 기반으로 구면 경계면, 얇은 렌즈의 상거리, 물체거리, 배율 관계식 및 부호 규칙 설명 • 렌즈제작자 공식: 렌즈 굴절률, 곡률 반지름으로 초점거리 결정 원리를 정의하고, 수렴/발산 렌즈 특성 및 작도법 분석 • 얇은 렌즈 영상 분석: 물체 위치별 상의 형성(실/허상, 정립/도립, 크기) 및 다중 렌즈 시스템의 최종 상 계산 절차 요약 |
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| 27장. 파동광학 | ||
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[72강] 파동광학 (1)
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파동광학: Young의 이중슬릿 실험과 간섭 무늬 세기
• 파동의 회절/간섭: 파동이 좁은 틈을 지날 때 퍼지는 회절 현상과 겹쳐져 밝고 어두운 무늬를 형성하는 간섭 원리. • Young의 이중슬릿 실험: 빛의 경로차에 따른 위상차 기반 보강/상쇄 간섭 조건 및 무늬 위치, 간격 결정. • 간섭 무늬 세기 분포: 위상차($\phi$)와 전기장($E_P$)을 활용한 빛의 세기($I$) 수학적 유도 및 해석. |
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[73강] 파동광학 (2)
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파동광학 (2) - 박막간섭, 회절, 분해능, 회절격자
• 박막간섭: 반사 시 위상 변화 및 광학적 경로차를 고려한 보강/상쇄 간섭 조건 분석 • 회절 현상 및 분해능: 빛의 휘어짐으로 발생하는 단일슬릿 무늬 폭 변화와 Rayleigh 기준의 점광원 분해 한계 정의 • 회절격자: 다수 슬릿의 빛 회절을 이용한 밝은 극대 조건으로 파장 결정 및 분광기 응용 |
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| 28장. 양자물리학 | ||
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[74강] 양자물리학 (1)
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양자물리학 (1): 흑체복사와 광전효과
• 흑체복사: 고전 물리학의 자외선 파탄 문제와 플랑크의 에너지 양자화 및 복사 법칙. • 광전효과: 빛의 입자성(광자) 기반 아인슈타인 광전 효과 방정식, 일함수, 차단 파장 개념. • 양자물리학 기초: 흑체복사 및 광전효과로 정립된 에너지 양자화와 광자 개념. |
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[75강] 양자물리학 (2)
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콤프턴 효과, 물질파, 불확정성 원리
* **콤프턴 효과**: 광자의 운동량과 물질과의 상호작용으로 인한 X선 파장 변화를 설명하는 양자 현상. * **물질파 및 양자입자 모형**: 드 브로이 가설에 따른 입자의 파동성(물질파)과 데이비슨-거머 실험 증명, 파동 묶음의 군속력을 통한 입자 속력 설명. * **하이젠베르크 불확정성 원리**: 입자의 위치-운동량, 에너지-시간 등 물리량 동시 측정의 근본적 한계를 제시하는 양자 역학의 핵심 원리. |
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[76강] 양자물리학 (3)
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상자 내 입자와 슈뢰딩거 방정식 (1)
* 확률 밀도 함수 및 파동 함수: 물질파의 확률적 특성을 정의하며 공간적 존재 확률을 나타냄. * 무한 우물 입자 모델: 경계 조건에 의한 파동 함수와 에너지 준위의 양자화 및 정상파 유도. * 양자화 에너지 및 영점 에너지: 고전 역학과 다른 이산적 에너지 준위와 바닥 상태 에너지의 물리적 의미. |
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[77강] 양자물리학 (4)
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양자물리학: 슈뢰딩거 방정식, 무한/유한 우물, 장벽 터널링
* 슈뢰딩거 방정식: 물질파를 기술하여 입자의 확률밀도 및 에너지 준위 결정 원리 학습. * 양자 우물 입자: 무한/유한 우물 내 입자의 에너지 양자화 및 파동함수 특성 비교 분석. * 장벽 터널링: 입자가 퍼텐셜 장벽을 통과하는 양자역학 현상 이해 및 주사 터널링 현미경(STM) 원리 적용. |
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| 29장. 원자물리학 | ||
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[78강] 원자물리학 (1)
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수소원자 모형과 양자역학적 해석 및 양자수
• Bohr 원자 모형: 궤도각운동량 양자화($L=n\hbar$) 기반 에너지 준위($E_n$) 산출 및 보어 반지름($a_0$)을 통한 수소 선스펙트럼 구조 분석 • 양자수와 파동함수: 슈뢰딩거 방정식에서 도출된 주양자수($n$)·궤도양자수($\ell$)·자기궤도양자수($m_\ell$) 정의 및 원자 내 전자 상태의 축퇴 구조 기술 • 확률밀도 및 선택 규칙: 지름 확률밀도($P(r)$)를 이용한 전자 공간 분포 분석 및 제만 효과와 양자 전이 선택 규칙($\Delta \ell, \Delta m_\ell$) 정립 |
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[79강] 원자물리학 (2)
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원자물리학 2: 양자수, 배타원리, 스펙트럼
• 양자수: 주양자수, 궤도, 자기 궤도, 스핀 자기 양자수가 전자의 에너지, 각운동량, 공간적 배향 및 스핀 상태를 결정. • 파울리 배타원리: 네 양자수 세트의 고유성 명시로 원자 내 전자 배치 및 주기율표 구조를 형성. • 수소 스펙트럼과 X선: 전자 에너지 준위 전이에 따른 광자 방출(스펙트럼 계열), 제동 복사 및 내각 전자 전이로 X선 발생 원리 이해. |
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| 30장. 핵물리학 | ||
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[80강] 핵물리학 (1)
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핵물리학 핵의 성질, 결합에너지, 방사능, 반감기
• 핵의 구성과 에너지: 양성자·중성자로 이루어진 핵의 질량수·동위원소 정의 및 질량 결손으로 발생하는 결합에너지 개념. • 핵력 및 안정성: 쿨롱 척력에 대항하는 핵력의 작용 원리와 핵 안정성 기준(Z>83) 제시. • 방사성 붕괴 과정: 불안정 핵의 자발적 붕괴 현상 및 붕괴 상수, 붕괴율, 반감기 공식과 계산 방법. |
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[81강] 핵물리학 (2)
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핵물리학 (2) - 방사능 붕괴와 핵반응
• 방사능 붕괴: 불안정한 핵이 알파, 베타, 감마 입자를 방출하며 핵종 변화 및 에너지 안정화를 이루는 원리 • 탄소 연대 측정법: 탄소-14 반감기를 활용하여 유기체의 사망 시점을 추정하는 원리와 붕괴식 적용 • 핵 반응: 핵분열(연쇄 반응, 원자로) 및 핵융합(경핵 결합, 태양 에너지)의 에너지 발생 메커니즘과 응용 |
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김희수 교수님
일반물리학(SERWAY) 통합과정
