개념 물질, 힘, 에너지, 운동, 기본 상호작용 주요 분야 역학 고전역학 양자역학 통계역학 열역학 동역학 유체동역학 정역학 전자기학 광학 천체물리학 상대성 이론 특수 상대성 이론 일반 상대성 이론 입자물리학 표준모형 이론물리학 양자장론 초끈이론 수리물리학 고전역학 ( 古 典 力 學, 영어 : classical mechanics ) 은 물체에 작용하는 힘과 운동의 관계를 설명하는 물리학이다. 뉴턴의 운동법칙을 만든 뉴턴의 이름을 따 " 뉴턴 역학 " 이라고 부르기도 한다. 고전역학은 다시 크게 두 분야로 나뉜다. 하나는 힘이 균형을 이루어 움직이지 않는 물체들을 다루는 정역학이며 다른 하나는 운동하는 물체를 다루는 동역학이다. ( 역학 참조 ) 고전역학은 일상생활에서 일어나는 현상들을 매우 정확하게 설명하고 예측할 수 있다. 그러나 매우 빠른 속도로 움직이는 계에서는 상대성이론, 원자단위와 같은 극히 미세한 스케일의 계에서는 양자 역학에 자리를 내주었으며, 그리고 그 두 가지 조건을 동시에 만족하는 계에서는 양자 마당 이론이 그 역할을 대신하고 있다. 그렇지만, 고전역학은 다음과 같은 이유로 여전히 아주 유용하다. 첫째, 다른 이론들에 비해
어떤 사건의 시 - 공간 좌표는 갈릴레이 변환으로 알려진 군변환에 의해서 규정된다. 시간이 어떤 기준틀에서도 절대적이라고 가정하면, x방향으로 상대속도가 u만큼 차이나는 기준틀간의 시 - 공간 좌표는 다음의 관계를 갖는다. ( x'= 0 이어서 x = ut라 하자 ) x'= x - ut y'= y z'= z t'= t 이 방정식 4개가 갈릴레이 변환으로 알려진 군변환을 정의한다. 역사 [ 편집 ] 고전 역학의 혁명 문서를 참고하십시오. 자연을 지배하는 추상적인 원리가 있다는 것을 처음으로 제안한 것은 그리스인들, 그중에서도 특히 아리스토텔레스이다. 갈릴레오 갈릴레이는 추상적인 법칙을 처음으로 제안한 과학자 중 한 명인데 그는 피사의 사탑에서 대포알 두 개를 떨어뜨리는 유명한 실험을 수행한 사람이기도 하다. ( 이 실험에서 그는 두 개의 무게가 다른 물체가 땅에 동시에 떨어진다는 이론을 검증했다. ) 아이작 뉴턴경은 프린키피아에서 3개의 운동법칙을 처음으로 제안했으며 또한 이들 세 법칙이 일상적으로 접하는 물체나 천체의 움직임을 지배한다는 것을 증명했다. 뉴턴은 또한 고전역학에서 사용되는 수학계산에 필요한 미적분학을 개발하기도 했다.
총 퍼텐셜 에너지라하면, 총 퍼텐셜 에너지는 입자에 작용하는 각 힘에 대응하는 퍼텐셜 에너지 의 합으로 얻어낼 수 있다. 그러면 F [UNK] [UNK] r = - [UNK] V [UNK] [UNK] r = - [UNK] V { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { F } [UNK] cdot [UNK] delta [UNK] mathbf { r } = - [UNK] nabla V [UNK] cdot [UNK] delta [UNK] mathbf { r } = - [UNK] delta V } [UNK] - [UNK] V = [UNK] T { [UNK] displaystyle [UNK] Rightarrow - [UNK] delta V = [UNK] delta T } [UNK] [UNK] ( T V ) = 0 { [UNK] displaystyle [UNK] Rightarrow [UNK] delta ( TV ) = 0 }. 이것이 에너지 보존 법칙이다. 그리고 총 에너지 E = T V { [UNK] displaystyle E = TV } 는 시간에 대해서 상수이다. 우리가 보통 다루는 힘이 보존력 이기 때문에 이 법칙은 유용하게 쓰이는 경우가 많다. 추가 결과 [ 편집 ] 뉴턴의 운동 법칙은 입자계에 대한 유용한 결과를 얻게 해준다. 참고 각운동량. 고전역학에 대응하는 두 가지의 중요한 체계가 있다. 라그랑지안 역학과 해밀토니안 역학이 그것이다. 이 둘은 뉴턴
형태 { 수식 ( 2 ) } F = m a { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { F } = m [UNK] mathbf { a } } 로 바뀐다. 여기서 a는 위에서 정의한 것처럼 가속도이다. 항상 질량 ( m ) 이 시간 ( t ) 에 대해 일정한 것은 아니다. 질량이 시간에 따라 변하는 예도 있다. 먼 달로 쏘아 올린 로켓을 생각해 보자. 로켓의 질량은 로켓이 멀리 날아갈수록 줄어든다. 연료를 소모하기 때문이다. 그러한 경우에는 위와 같은 간단한 형태 { 수식 ( 2 ) } 는 틀린 것이 되며 뉴턴의 제2법칙의 완전한 형태 { 수식 ( 1 ) } 를 사용해야만 한다. 뉴턴의 두 번째 법칙만으로 한 입자의 운동을 모두 기술할 수는 없다. F를 어떤 식으로 표현할 수 있어야 하는데, 이 식은 그 입자가 상호작용을 하고 있는 물리적인 상황을 고려함으로써 구할 수 있다. 예를 들어, 저항력을 다음과 같이 입자의 속도에 대한 함수로 모형화할 수 있다. F R = - [UNK] v { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { F } - { [UNK] rm { R } } = - [UNK] lambda [UNK] mathbf { v } } 여기에서 [UNK] 양의 상수라고 하자
고전역학 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 고전역학 위키백과, 우리 모두의 백과사전. ( 고전 역학에서 넘어옴 ) 둘러보기로 가기 검색하러 가기 고전역학 F → = d d t ( m v → ) { [UNK] displaystyle { [UNK] vec { F } } = { [UNK] frac { [UNK] mathrm { d } } { [UNK] mathrm { d } t } } ( m { [UNK] vec { v } } ) } 뉴턴의 제2법칙 고전역학의 역사 기본 개념 공간 · 시간 · 물리계 · 질량 · 힘 ( 중심력 · 보존력 · 마찰력 ) · 에너지 ( 운동 에너지 · 위치 에너지 ) · 운동량 운동 방정식 ( 보존 법칙 · 운동 상수 ) 뉴턴 운동 법칙 · 관성 좌표계 · 겉보기힘 ( 원심력 · 코리올리 효과 ) 진동 진폭 · 진동수 · 각진동수 · [UNK] 법칙 · 조화 진동자 회전과 강체 운동 오일러 운동 방정식 · 각속도 · 각가속도 · 각운동량 · 돌림힘 · 관성 모멘트 ( 평행축 정리 · 목록 ) · 오일러 각 · 푸앵소 타원체 천체역학 만유인력의 법칙 · 케플러의 행성 운동 법칙 · 이체 문제 · 비네 방정식 · 라플라스 - 룽게 - 렌츠 벡터 · 삼체 문제 · 다체 문제 · 비리얼 정리 라그랑주 역학 짜임새
으며 또한 이들 세 법칙이 일상적으로 접하는 물체나 천체의 움직임을 지배한다는 것을 증명했다. 뉴턴은 또한 고전역학에서 사용되는 수학계산에 필요한 미적분학을 개발하기도 했다. 뉴턴 이후에 고전역학 분야는 더욱 수학적이며 추상적인 방향으로 발전하게 되었다. 참조 [ 편집 ] [UNK] 고전 역학의 혁명 과학사 참고 문헌 [ 편집 ] 문희태 ( 2006 ). 《 고전역학 》 개정판. 서울 : 서울대학교출판부. CS1 관리 - 추가 문구 ( 링크 ) Arya, Atam P. ( 2000 ). 《 대학 고전역학 》. 윤진희, 차동우 역 2판. 서울 : 북스힐. ISBN 9788988441428. 2016년 3월 4일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2013년 7월 2일에 확인함. CS1 관리 - 추가 문구 ( 링크 ) Feynman, Richard. 《 Lectures on Physics 》 ( 영어 ). ISBN 0 - 7382 - 0092 - 1. Feynman, Richard. 《 Six Easy Pieces 》 ( 영어 ). ISBN 0 - 201 - 40825 - 2. Feynman, Richard ( 1998년 3월 ). 《 Six Not So Easy Pieces 》 ( 영어 ). ISBN
, 그리고 그 두 가지 조건을 동시에 만족하는 계에서는 양자 마당 이론이 그 역할을 대신하고 있다. 그렇지만, 고전역학은 다음과 같은 이유로 여전히 아주 유용하다. 첫째, 다른 이론들에 비해 비교적 수학적으로 간단하여 쉽게 사용할 수 있으며 둘째, 대략적으로 옳은 결과를 주는 범위가 아주 넓다. 실제로 고전 역학은 다음과 같은 물체들의 운동들을 잘 설명하고 있다. 일상생활에서 보는 물체 ( 팽이 나 야구공 ) 천체와 같은 극히 거시적인 물체 ( 행성 이나 은하 ) 극미한 영역의 물체 ( 유기분자 ) 고전역학은 따로 발전된 고전 전자기학, 그리고 고전 열역학과 거의 모순되지 않는 것처럼 보였으나, 19세기에 들어서 더 심각한 모순점들이 드러나 현대 물리학이 필요하게 되었다. 특별히, 고전 비상대론 전기역학은 에테르 매질에 대해 빛의 속도가 일정하리라고 예측하였다. 이 예측은 고전 역학과 융화될 수 없었고 그러한 사실이 특수상대론의 성장으로 이어졌다. 그리고, 고전 열역학과는 엔트로피가 잘 정의될 수 없는 양이 되는 깁스 역설과 흑체복사의 자외선 영역에서의 무한한 에너지의 예측 등의 모순을 빚었다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 노력으로 인해 양자
상대성이론 특수 상대성이론 일반 상대성이론 전문 분야 가속물리학 음향학 천체물리학 핵 천체물리학 항성물리학 헬리오 물리학 태양물리학 우주물리학 천체입자물리학 원자 분자 광 물리학 계산물리학 응집물질물리학 고체물리학 디지털 물리학 기초공학 재료물리학 수리물리학 핵물리학 광학 기하광학 물리광학 비선형 광학 양자광학 입자물리학 현상학 플라스마 고분자물리학 통계물리학 물리학과 다른 과학 생물리학 심장물리학 생물역학 의학물리학 신경물리학 농업물리학 토양물리학 대기물리학 화학물리학 경제물리학 지구물리학 정신물리학 vdeh중력 이론정립된 이론 케플러의 법칙 만유인력 일반 상대론 아인슈타인 방정식 아인슈타인 - 힐베르트 작용 다른 고전적 중력 이론 아인슈타인 - 카르탕 이론 브랜스 - 딕 이론 딜라톤 등각중력 초중력 양자 중력 중력자 휠러 - 디윗 방정식 루프 양자중력 칼루차 - 클레인 이론 라디온 중력광자 끈 이론 M이론 제안된 이론 수정 뉴턴 역학 전거 통제 GND : 4038168 - 7 원본 주소 " " 분류 : 고전역학고전물리학물리학물리학의 기본 개념숨은 분류 : 영어 표기를 포함한 문서CS1 관리 - 추가 문구CS1 - 영어 인용 ( en ) 인용 오류 - 오래된 변수를 사용함GND 식별자를
'= a ( 입자의 가속도는 기준틀에 상관없이 모두 같다. ) F'= F ( 왜냐하면 F = ma ) ( 입자에 작용하는 힘은 기준틀에 상관없이 모두 같다 ; 뉴턴 법칙을 참고하라. ) 광속은 일정하지 않다. 맥스웰 방정식의 모양은 다른 기준틀에서 같은 모양을 유지하지 않는다. 힘 ; 뉴턴 제2법칙 [ 편집 ] 뉴턴의 제2법칙은 한 입자의 질량과 속도와 힘 ( 벡터양 ) 의 관계를 설명한다. 여기서 m은 입자의 질량 F는 그 입자에 가해지는 모든 힘들의 벡터합 ( 외부에서 가해진 알짜힘 ) 이다. 그래서 뉴턴의 제2법칙은 다음 { 수식 ( 1 ) } 과 같다. F = d ( m v ) d t { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { F } = { [UNK] frac { d ( m [UNK] mathbf { v } ) } { dt } } } 이 양 mv는 운동량이라 불린다. 보통 질량 m은 시간에 대해서 일정하며 이러한 경우에 뉴턴의 법칙은 좀 더 간단한 형태 { 수식 ( 2 ) } F = m a { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { F } = m [UNK] mathbf { a } } 로 바뀐다. 여기서 a는 위에서 정의한 것처럼 가속도
엔트로피가 잘 정의될 수 없는 양이 되는 깁스 역설과 흑체복사의 자외선 영역에서의 무한한 에너지의 예측 등의 모순을 빚었다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 노력으로 인해 양자 역학이 성장하게 되었다. 목차 1 이론 세부 설명 1. 1 위치와 위치의 도함수 1. 1. 1 속도 1. 1. 2 가속도 1. 1. 3 기준틀 1. 2 힘 ; 뉴턴 제2법칙 1. 3 에너지 1. 4 추가 결과 1. 5 예시 2 역사 3 참조 4 참고 문헌 5 외부 링크 이론 세부 설명 [ 편집 ] 여기서 고전 역학의 기본개념들을 소개하고자 한다. 이해하기 쉽게 점입자 - 즉 무시할 만큼 작은 크기를 가지는 물체 - 만 다루고자 한다. 적은 수의 맺음변수 ( parameter ) 를 가지고 점입자의 운동을 기술할 수 있다. 그 몇몇 맺음변수는 위치, 질량, 그리고 점입자에 가해지는 힘이다. 맺음변수들 하나하나씩 살펴보기로 하자. 실제로, 고전 역학으로 기술할 수 있는 물체 중에서 어떠한 것은 크기를 가지고 있다. 진짜 점입자들 ( ex : 전자 ) 은 양자 역학에 의해 잘 설명될 수 있다. 크기를 가지고 있는 물체들은 점입자라고 가정한 물체보
고전역학(古典力學, 영어: classical mechanics)은 물체에 작용하는 힘과 운동의 관계를 설명하는 물리학이다. 뉴턴의 운동법칙을 만든 뉴턴의 이름을 따 "뉴턴 역학"이라고 부르기도 한다. 고전역학은 다시 크게 두 분야로 나뉜다. 하나는 힘이 균형을 이루어 움직이지 않는 물체들을 다루는 정역학이며 다른 하나는 운동하는 물체를 다루는 동역학이다. (역학 참조) 고전역학은 일상생활에서 일어나는 현상들을 매우 정확하게 설명하고 예측할 수 있다. 그러나 매우 빠른 속도로 움직이는 계에서는 상대성이론, 원자단위와 같은 극히 미세한 스케일의 계에서는 양자 역학에 자리를 내주었으며, 그리고 그 두 가지 조건을 동시에 만족하는 계에서는 양자 마당 이론이 그 역할을 대신하고 있다. 그렇지만, 고전역학은 다음과 같은 이유로 여전히 아주 유용하다. 첫째, 다른 이론들에 비해 비교적 수학적으로 간단하여 쉽게 사용할 수 있으며 둘째, 대략적으로 옳은 결과를 주는 범위가 아주 넓다. 실제로 고전 역학은 다음과 같은 물체들의 운동들을 잘 설명하고 있다. 일상생활에서 보는 물체 (팽이 나 야구공) 천체와 같은 극히 거시적인 물체 (행성 이나 은하) 극미한 영역의 물체 (유기분자)고전역학은 따로 발전된 고전 전자기학, 그리고 고전 열역학과 거의 모순되지 않는 것처럼 보였으나, 19세기에 들어서 더 심각한 모순점들이 드러나 현대 물리학이 필요하게 되었다. 특별히, 고전 비상대론 전기역학은 에테르 매질에 대해 빛의 속도가 일정하리라고 예측하였다. 이 예측은 고전 역학과 융화될 수 없었고 그러한 사실이 특수상대론의 성장으로 이어졌다. 그리고, 고전 열역학과는 엔트로피가 잘 정의될 수 없는 양이 되는 깁스 역설과 흑체복사의 자외선 영역에서의 무한한 에너지의 예측 등의 모순을 빚었다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 노력으로 인해 양자 역학이 성장하게 되었다.