힘,force

힘,force (rev. 1.88)
표기: F, $\vec{F}$
단위: N (newton)

(힘이 일정할 때만?) (거리?변위?길이? s) 를 곱하면 일,work이 됨.
W=Fs
힘이 일정하지 않으면 F를 s에 대해 적분하면 일이 됨. CHK
W=∫Fds

간단한 분류
  • 접촉력, 접촉힘: 물체끼리 접촉하여 작용하는 힘
  • 원격력, 비접촉힘: 접촉하지 않고 작용하는 힘, 두 물체가 떨어져 있어도 작용하는 힘 ex. 만유인력, 전기력

  • 인력
  • 척력 - 2020-10-22: 아래 분류 만듦.

  • 자연계의 기본적인 힘 (4가지)
  • 그게 아닌 (거기서 유도된? 미시적으로 보면 기본힘 4가지로 해석되는 그런?) 힘

기본상호작용,fundamental_interaction...
{
AKA 기본 힘(basic forces)

gravity one kind of charge-mass; only pulls
전자기 2 kinds of charges;
same kinds of charges repel;
opposite kinds of charges attract.
weak interaction 3 kinds
string interaction 8 kinds
(최준곤)

중력 gravitational force
전자기력 EMF
강한 핵력 strong nuclear force
{
강력 strong force

양성자 사이에 쿨롱의 척력이 있을지라도 모든 양성자와 중성자는 strong force에 의해 원자핵,atomic_nucleus 안에 묶여 있다.
이 힘의 영향 범위는 매우 짧아서 보통 10−15 m 이하이다.
(Kasap)

양성자,proton
중성자,neutron
}
약한 핵력 weak nuclear force


통일장이론(UFT, unified field theory, WpEn:Unified_field_theory)은 이것들을 통합 이론으로 설명하려는 시도
기타:
WpEn:Theory_of_everything (ToE, TOE)
WpEn:Grand_Unified_Theory 대통일이론(Grand Unified Theory, GUT)

WpKo:기본_상호작용
WpEn:Fundamental_interaction
}


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1. 알짜힘(net force)

표기 $\vec{F}{}_{\textrm{net}}$

$\sum\vec{F}$ ?

물체에 가해지는 알짜힘은, 그 물체의 운동량,momentum을 변화시킨다.

뉴턴 1법칙: 알짜힘이 0이면 속도,velocity가 바뀌지 않는다 (가속도,acceleration = 0)
뉴턴 2법칙: $\vec{F}{}_{\rm\small net}=m\vec{a}$

AKA resultant force (resultant adj. 결과로 인해 생긴)

Q: 힘의 합(합력)과는 어떻게 다른가?

한 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이면, (합력이 0이면)
물체는 평형 상태에 있다고 하고 (object is in equilibrium) - 힘의 평형,equilibrium
물체에 작용하는 힘들은 평형을 이룬다고 한다.
이 때 물체의 가속도,acceleration는 0이다.

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2. 전자기력,electromagnetic_force

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2.1. 전기력,electric_force

AKA 쿨롱 힘

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2.2. 자기력,magnetic_force

기호: $\vec{F}{}_{B}, \vec{F}{}_{m}$

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3. 저항력

AKA 항력, drag(WpEn:Resistive_force 중에서 WpEn:Drag_(physics)), fluid resistance

유체,fluid가 물체의 운동을 방해하는 역할을 하는 힘

ex. 공기 중 자유낙하

$D=C\rho Av^2$

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4. 마찰력,friction

기호 f

마찰=friction, 마찰력=frictional force
friction force도 쓰이는 듯 (Schaum)

$F_f \le \mu_s N$ static friction
$F_f = \mu_k N$ kinetic friction

QQQ 움직이는 물체의 진행방향반대인가, 힘의반대인가?

TBW 항력, 저항력 (바로 위)와의 정확한 관계/비교 서술
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4.1. 정지마찰력,static_friction force of static friction

바퀴가 굴러간다는 것은 정지마찰력이 작용한다는 것이다.

정지마찰력의 최대값인 최대정지마찰력이 중요.
외부 힘이 최대정지마찰력보다 커지면 움직이기 시작한다. 그 후엔 운동마찰력을 받게 된다.

정지마찰계수 coefficient of static friction μs
μs = (max friction force) / (normal force)

Ff(max) = μs × FN
$F_{f({\rm max})}=\mu_s F_N$

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4.2. 운동마찰력,kinetic_friction force of kinetic friction, kinetic friction force(하이탑 물1)

기호 Fk

운동마찰계수 coefficient of kinetic friction μk
μk = (friction force) / (normal force)

(friction force) = μk × FN
$F_f=\mu_k F_N$

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5. 만유인력 or 중력 and 무게,weight


중력의 뜻?
고딩 교과서에선 만유인력에 의한 무게와 자전에 의한 원심력을 합친 힘이라고 하기도 하고,
만유인력만을 중력이라 하기도 하고..

gravity or gravitation?


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6. 장력,tension

tensile force
많이 쓰이는 기호: T, $\vec{T}$

장력은 항상 멀어지는 방향으로 작용함에 주의.

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6.1. 표면장력,surface_tension

액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려는 힘
구,sphere 형태로 응축하려는 힘

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7. 분자력

응집력 cohesive force : 같은 종류의 분자 사이의 인력
부착력 adhesive force : 다른 종류의 분자 사이의 인력

ex.
유리-물 : 부착력 > 응집력
유리-수은 : 부착력 < 응집력


2020-10-22 현재 분자간 힘, 분자간력, 분자사이힘,... 관련 내용은 주로 화학,chemistry#s-10에 있음.

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8. 부력,buoyancy

물체 주위의 유체가 물체에 작용하는 힘의 합
방향: 중력 반대 방향
크기: F=ρVg
$F=\rho Vg$
ρ: 유체의 밀도
V: 잠긴 부분의 부피
g: 중력 가속도

buoyant_force
WpEn:Buoyancy
아르키메데스 원리(WpEn:Archimedes'_principle) 관련.

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9. 양력,lift


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10. 수직항력,normal_force

기호 N

접촉하는 표면에 수직으로 작용하는 힘
접촉면이 그 면에 수직 방향으로 물체를 밀어냄

'법력' 이라고는 안하네?



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11. 탄성력 elastic force

외력을 받아 모양이 변한 물체가 원래의 상태로 되돌아가려는 힘
따라서 물체를 변형시킨 힘과 반대 방향으로 작용


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12. 추력,thrust

반작용에 의한 힘.
프로펠러의 회전이나 가스 분사 등의 반작용으로, 분사 반대 방향으로 힘을 받음.

T = dm/dt * v
연소반응 결과 노즐 밖으로 방출되는 질량 변화율(dm/dt)에 가스의 분출속도(v)를 곱한 양


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13. 원심력 vs 구심력

원심력,centrifugal_force - 바깥쪽을 향함, 가상의 힘
구심력,centripetal_force - 중심을 향함, 실재하는 힘
원심력과_구심력_비교

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14. 보존력,conservative_force


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15. 인력 vs 척력


인력 서로 당기는 힘
척력 서로 미는 힘

중력은 인력만 있고 EMF는 인력과 척력이 있고 등등...은 생략

반발력과 척력의 뉘앙스 차이: (? CHK)
"관성의 법칙에 의해 어떠한 물체에 힘을 작용할 때, 그에 상응하는 반작용력을 느낄 수 있는데 이 또한 반발력이라 칭하기도" - 이 반발력은 척력은 아님. (완전 동의어 아님) [https]src

Related:
화학결합,chemical_bond은 아마 인력과 척력의 조화로 .... 퍼텐셜에너지가 최소가 되는 or 가장 안정한 지점으로/거리로 되는건가?
'서로'이므로, 뉴턴제3법칙(작용반작용법칙. curr goto 고전역학,classical_mechanics)과 관련성이 있을텐데?

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15.1. 인력 당기는힘 끄는힘

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15.2. 반발력 척력 미는힘 밀어내는힘 force of restitution / repulsive force


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16. 층밀림힘 shear force, shearing force

번역어 via kps: https://www.kps.or.kr/content/voca/search.php?et=en&find_kw=shear
shear_force
shearing_force

'일직선으로 작용하지 않는' 힘인 것은 확실한데... 정확히?




(misc, delme) 텐서,tensor의 시각화에 대해 보다가 추가. ( Visualization of tensors - part 1 https://www.youtube.com/watch?v=YxXyN2ifK8A )

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17. addhere

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18. addhere

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19. addhere

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20. addhere


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21. 실제 힘과 가상적인 힘 real force and fictitious force

가상적인 힘:
관성력 inertial force
원심력,centrifugal_force?
...

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22. 운동량과 관련하여

$F=\frac{d}{dt}p$
$F=\frac{d}{dt}(mv)$
$F=m\frac{dv}{dt}+v\frac{dm}{dt}$
여기서 질량이 변하지 않는 경우 $\frac{dm}{dt}=0$ 이므로,
$F=m\frac{dv}{dt}$
$F=ma$
즉 뉴턴 2법칙.

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23. 생략한 내용

힘의 합성, 그 결과의 명칭 = 합력
힘의 분해
...

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24. 힘이 아닌 것

단어에 힘이나 力이 들어가지만 힘이 아닌 것들

돌림힘=토크,torque (단위 N m)
전력,power (일률, 일 / 시간)
기전력,electromotive_force,emf
압력,pressure (= 힘 / 면적, 면적 당 수직으로 미치는 힘)
글자만 보면 '누르는 힘' 같지만, 아님. (누르는 힘) / (면적)임.
마력 (일률,power의 단위,unit 중 하나임)

Up:
물리학,physics > 고전역학,classical_mechanics

비교:
직선운동의 힘(F)는 회전운동의 토크,torque(τ)에 해당한다. (See 직선운동과_회전운동의_비교)