물리학1 강의 계획서 ( 2015-1 학기 ) 기간 : 2015. 3. 2(월) ~ 2015. 6. 16(화) 기간 : 2015. 3. 2(월) ~ 2015. 6. 16(화) 담당 교수 : 남 기 권 강의 시간 : 강의실 : E-Mail : kknam@gnu.ac.kr

교재 : 대학물리학 I (대학물리학 교재편찬위원회 역) 원제 : Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 8th Edition 원저 : John W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway 강의 내용 : 1장 ~ 15장, 19장 ~ 22장 강의 내용의 흐름에 별 영향이 없을 경우에 일부 절과 장을 제외! 성적 : 출석 10% + 과제 10% + 시험 2회 80% = 100 % 출석 : 25점( 1시간 결석시 2점 감점, 수업 일수 ¼ 이상 결석시 ‘F’ 처리) 과제 : 25점( 장별 선택된 연습문제+@ : 마지막 시험일에 일괄 제출) 시험 : 2회 실시( 1회당 100점 만점*2 = 총 200점 만점) 기본 성적 범위 : A(20%), B(30%), C(40%), D~F(10%) (+10%)

Ch.1 물리학과 측정(Physics and Measurement) 1.0 물리학이란… 1.1 길이, 질량 그리고 시간의 표준 1.2 차원 분석 1.3 단위의 환산 1.4 어림과 크기의 정도 계산 1.5 유효 숫자

1.0 물리학이란… 물리학은 실험적인 관측과 정량적인 측정에 기초를 두고 있다. 물리학의 주 목표 : 자연현상을 지배하는 한정된 수의 기본 법칙을 찾아서 임의로 설정한 실험 결과들을 예측할 수 있는 이론을 개발하는 것이다. 위의 기본 법칙(Law)과 이론(Theory)들은 수학이라는 언어로 표현된다. 이론적인 예측과 실험 결과 사이에 모순이 제기되면 그 모순을 제거하기 위한 새로운 이론이나 수정된 이론이 제시되어야 한다. 많은 경우에 어떤 이론은 제한된 조건하에서만 성립한다. 이러한 경우 제한 없이도 성립할 수 있는 더 일반적인 이론이 있을 수 있다. 예) 보통의 속력으로 움직이는 물체 ~ Newton 운동법칙 느린 속력으로 움직이는 물체뿐만 아니라 빛의 속력에 견줄 만큼 빠르게 움직이는 물체 ~ Einstein의 (특수)상대성 이론 고전 물리학은 고전역학(Newton역학), 열역학, 광학, 전자기학 등에서 1900년 이전에 밝혀진 이론, 개념, 법칙, 실험을 포함한다. 현대물리학은 19세기 말에 시작되었다. (상대성 이론, 양자역학, …)

1.1 길이, 질량 그리고 시간의 표준(Standards of Length, Mass, and Time) 물리학의 법칙들은 물리량들의 수학적인 관계로 표현된다. 과학에서 사용되는 기본적인 물리량들에 대한 표준을 SI 단위계라고 부른다. SI 단위계 : 시간-초(s), 길이-미터(m), 질량-킬로그램(kg) … “기본단위” 전류-암페어(A), 광도-칸델라(cd), 온도-켈빈(K), 물질의 양-몰(mole), … 부가적인 다른 SI 단위들 길이: 진공 중에서 빛이 1/299,792,458 초 동안 이동한 거리를 1 미터로 정의(1983년) 질량: 프랑스 국제 도량형국에 보관되어 있는 백금-이리듐 합금의 특별한 봉의 질량으로 정의 시간: 세슘(Cs)원자의 에너지 준위가 가장 낮은 두 상태 사이의 마이크로파에 의한 흡수 방출 진동이 9,192,631,770번 일어나는 시간을 1초로 정의(1967년) 이러한 단위들은 기본단위와 기본단위의 수학적인 조합인 유도단위가 있다. - 유도단위의 예) 넓이(두 길이의 곱), 속력(길이와 시간의 비), 밀도(density) : …

1.2 차원 분석(Dimensional Analysis) Length [L] Mass [M] Time [T] 차원: 어떤 물리량의 물리적 성질을 나타냄 차원 분석 : - 대수적인 양으로 취급할 수 있다. - 물리적인 양은 같은 차원일 때만 더하거나 뺄 수 있다. - 방정식에서 양변의 양은 같은 차원을 가져야 한다. 예) 다음 표현식에서 적당한 지수(n, m)의 값은 무엇인가?

1.3 단위의 환산 (Conversion of Units) 1 yard=36 inch = 3 ft = 0.914 m -1120년 영국 왕의 코끝에서부터 쭉 뻗은 팔의 손가락 끝 까지 길이 1 ft =30.48 cm - 프랑스 루이 14세의 발 길이 1 mile = 1.609 km 1 m = 39.37 in = 3.281 ft 1 in = 2.54 cm 1 pound (lb) = 16 ounce (oz) = 453.6 g …

1.3 단위의 환산 – CGS 단위계 vs MKS 단위계 m = 100 cm, kg = 1000 g, sec … 많은 물리학자들이 여전히 사용하고 있음 속도: m/sec = 100cm/sec 힘: Newton = 105 dyne f = ma = mx거리/sec2 에너지: Joule = 107 erg E = 힘x거리 밀도: kg/m3 = 10-3 g/cm3 (비중은 1 g/cm3 에 대한 비를 말함)

1.3 단위의 환산 – 과학적 표기법(10의 거듭제곱)

1.4 어림과 크기의 정도 계산(Estimates and Order-of-Magnitude Calculations) 크기의 정도를 구하는 방법 1과 10 사이의 수에 10의 멱(거듭제곱 지수)을 곱한 과학적 표기법으로 수를 나타낸다. 예) 720 m = 7.2ⅹ102 m, 0.0021 m = 2.1ⅹ10－3 m 2. 곱하는 수가 3.162(10의 제곱근)보다 작으면, 수의 크기의 정도는 과학적 표기법에서 10의 거듭제곱이 된다. 만일 곱하는 수가 3.162보다 크면, 수의 크기의 정도는 과학적 표기법에서 나타낸 10의 거듭제곱보다 하나 더 크게 된다. 10x 에서 x를 반올림하여 정수로 나타내는 표기법을 말함. 예) 0.0086m ∼ 10－2m 0.0021m ∼ 10－3m 420m ∼ 103m

1.5 유효 숫자 (Significant Figures) 여러 가지 양을 곱할 때나 나눌 때, 결과 값의 유효 숫자 수는 곱하는 양 중 가장 작은 유효숫자 수와 같다. 숫자를 더하거나 뺄 때, 결과값에서의 소수점 이하 자릿수는 계산 과정에 포함된 숫자 중 소수점 이하 자릿수가 가장 작은 것과 같아야 한다. 예: 12.71 X 3.46 = 43.9766 44.0 123 + 5.35 = 128.35 128

*****[주의]***** “자리수” “자리수”