대학물리:진자운동 편집하기

{{일반물리}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
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===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#진자들은 흔들리는 진폭에 상관 없이 주기가 일정하다고..?! 이걸 어떻게 알 수 있을까?
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!직업적
이유
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*전기, 광학, 건축 등 흔들림이 있는 모든 분야에서의 기초 지식.
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!학문적
이유
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*용수철 진자는 어떤 움직임을 보일지.
*모든 흔들림의 수학적 표현이 같아 용수철 진자에 대해서만 알아도 모든 진동을 살필 수 있다.
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!너희들은?
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* 역학임에도 생소한 역학이라 배우면 좋을것같다.
* 재미있기도 하고 물리학에서 개념을 배울 때마다 느끼지만 물리학은 알면 알수록 궁금증 같은 것들을 해결하기 쉬워지기에 배우면 좋다.
* 역학에서 배운 내용들을 굉장히 활용하기 때문에 심화적인 학습의 측면에서는 좋은 내용이지만, 그 외에는 딱히....?
* 우리가 실생활에서 진동을 이렇게 분석할 일이 얼마 없을듯 하니 굳이 배우지 않아도 된다고 생각한다. => 맞습니다. 지식은 일정 수준 깊이 이상 들어가게 되면 직업에서의 활용 혹은 지적인 만족이 아니라면 쓸 데는 없죠.
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!배워야 할 것
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* 여러가지 진동하는 운동의 주기와 진동수를 구하는 방법
* 다양한 진자들의 꼴이 같고 루트 안에 분모는 힘, 분자는 관성에 대한 값이 들어가는게 신기했다. => 주기의 수학적 표현에 대한 이야기죠??
* 물체의 진자 운동을 수식적으로 표현하는데에 필요한 아이디어. 예를 들자면 용수철의 움직임을 표현할 때, 원운동을 이용하거나 미분을 이용하는 것이 있다고 할 수 있다.
* 진동을 미분방정식으로 표현하는 접근방법
|}
==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=DP8Qp1sA3iI</youtube>
==학습==
===영상===
{| class="wikitable"
!수업
!영상
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==수업요약==
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===전개질문===

#흔들림의 빠르기는 어떻게 표현할 수 있을까?

===도착질문===

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==학생들의 질문==
===분류하지 않은 질문===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|지구를 밀도가 동일한 구체라 가정했을 때 무게는 몇 Mg_0 인가?
|선생님의 유체 자료에 따로 정리하였습니다~!
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|우주공간에 정지한 로켓 안에서 실에 공을 매달아 돌리고 있다. 정지상태에서의 공의 자취를 포함하는 면과 로켓의 이동 방향 사이의 각도를 θ라 하자. 우주선이 가속할 때 θ에 따른 공의 운동은?(마찰은없다)
|theta에 따른 공의 운동이 뭐가 달라지나;;? 내부에선 원운동이고, 외부에선 나선운동... 정도이지 않나 싶은데...?
우리가 이미 중력장 아래에서의 원뿔진자를 살폈는데, theta는 실의 길이 L과 내려온 높이 h를 이용하여 구할 수 있고(혹은 장력이 일정하니 <math>T \cos\theta = mg</math>로 구하든..), 원뿔진자의 주기 <math>T=2\pi \sqrt{\frac{h}{g}}</math>를 알고 있다. g 대신 우주선의 가속도를 넣으면 된다. 우주선 내부에선 가속에 해당하는 관성가속도가 생기기 때문이다.
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|줄이 용수철인 단진자는 어떻게 움직일까?
|일반적인 운동방정식으론... 나도 모름;; 라그랑지안을 이용해 접근하는 것이 일반적인 방법..!
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|왜 이중진자의 움직임은 복잡하게 나타나는 것일까?
용수철 진자 아래에 또다시 용수철 진자를 단다면, 변위는 어떤 모양을 띨까?
|하나의 진자는 장력이 축 방향으로만 작용하고 축이 변하지 않아 일종의 경로의 구속이 일어나는데, 2번째 진자는 축 자체가 변하기 때문에 복잡한 경로를 갖기 때문이죠.
변위는... 단진자에선 theta를 주로 사용했는데, 이중진자의 경우엔 각도 2로 표현할 수 있겠죠.
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|질량중심과 관성 모멘트가 변하지 않는다고 가정할 때, 진자의 모양에 따라 진자 운동이 달라질까?
|물리진자를 다룰 때 살폈지만, 진자의 질량과 회전관성, 질량중심이 달라지지 않는다면 모양과 관련 없이 주기는 일정할 거라 예상할 수 있을겁니다~!
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|호기심
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|헛소리
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|건의
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=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

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{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=
|형태=mw-collapsed toccolours}}
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~

=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |
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!답변
!선생님코멘트
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! colspan="2" |흔들림의 빠르기는 어떻게 표현할 수 있을까?
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!답변
!선생님코멘트
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|흔들림 -> 일정한 구간의 반복 -> 구간의 크기를 정량화하고, 그 주기를 표현하면 될 듯 하다.
|굳. 언제 한 번 움직임이 반복되는지가 빠르기의 지표가 될 수 있겠죠.
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|진동수나 각속도로 표현 가능하고 w=2*pi*f 로 변환 가능합니다.
주기의 역수가 커지면 빨리 진동하는 것
|굳굳. 흔들림이 빨라지면 주기는 줄어들어 인간의 직관과는 반대되기에 이를 뒤집어 진동수로 표현하는 게 일반적인 방식이죠.
수학적으로 오일러함수가 각진동수를 통해 흔들림을 표현하기에 각진동수라는 개념이 익숙하게 정착되었다고 할 수 있구요.
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=생기부 기록 예시=
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!선생님코멘트
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=각주=
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