물리학이란?

1.1 물리학을 왜 배우는 가?!

 

  물질과 에너지, 시간과 공간 등의 개념을 아주 근본적인 차원에서 설명하는 과학이 물리학이다.

 물질과 물질 사이의 기본적인 상호작용을 다루며 우주를 광장하는 가장 기본적인 법칙을 찾아내고

그 것을 정확하고 간단한 방법으로 기술하는 것이다.  물리학은 과학의 여러 분야(화학, 생물, 지질학,천문학...)와 서로 연관되여 있으며 다른 분야에서도 유용한 시술을 습득할 수 있다.

 

1.2 물리학의 언어

 

  물리학에서 사용되는 몇몇 용어들은 일상에서도 자주 쓰이는데, 이러한 용어들이 일상적 의미와 매우 다를 수 있기 때문에 오해를 일으킬수도 있으며, 모든 단어들은 정확하게 정의되어야 한다. 그중 기본적으로 "시간, 길이 침, 속도, 가속도, 질량, 온도"등이 있다.

 물리량을 엄밀하게 정의하는 이유는 첫째, 물리학은 "실험과학"이기 때문에 실험의 경과가 명확히 서술 되어야 다른 과학자들이 비슷한 실험을 할 때 그 결과와 비교 분석 할 수 있으며, 정확한 정의가 필수적이다. 둘째, 물리학은 "수학적 과학"이며, 수학을 사용하여 물리량 사이의 관계를 정량적으로 기술한다.

 

1.3 수학의 사용(The Use Mathematics)

 

  초급 물리학을 공부하는데 대구, 삼각함수, 기하에 관한 실제적 지식은 필수적인데, 만약 수학적 지식이 충분치 않다고 느낀다면 수학 교과서의 문제를 풀어보면서 자신의 실력을 보충 시켜야 한다.

 수식은 말로 표현하기 어려운 관계식을 기호를 사용하여 간결하게 표현 하는데, 이에 사용되는 대수적 기호는 수와 단위로 표시되는 물리량들을 의미한다. 수는 측정을 뜻하며 측정은 주어진 기준에 따라 이루어진다. 그리고 단위는 어떤기준이 적용 되었는지를 나타내어 준다.

 물리학 용어 중에 배율(factor)이란 말이 많이 사용되는데, 이는 어떤 양의 값이 달라질때 곱하거나 나누어야 하는 값이며, 달리말하자면 비율(ratio)이다. [예로 5% 증가한다. 10%감소 한다라는 표현이 있는데, 어떤 양이 n%증가한다는 것은 1+(n/100)의 배율로 곱한다는 말과 같으며 n% 감소한다는 것은 1-(n/100)의 배율로 곱한다는 말이다. 5% 증가는 원래 값의 1.05배, 10%감소는 0.9배를 의미한다.

 

1.4 과학적 표기법과 유효숫자(Scientific Notation and Significant Figures)

  물리학에서는 아주 작은 값을 다룰 때도 있고 아주 큰 값을 다룰때도 있다. "과학적 표기법"에서는 1과 10사이의 숫자와 10의 지수의 곱으로 수를 표현한다. 예로 지고의 한지름은 대략 6,380,000m인데, 이를 6.38*10^6으로 표시할 수 있다.

 과학적인 측정값이나 계산값은 그 값의 정밀도를 나타내야 한다. 어떤양의 정밀도를 표시하는 기본적 방법은 올바른 개수의 "유효숫자"를 사용하는 것인데, 유호숫자는 정확하게 알려진 숫자에 대략 산정된 숫자 하나를 더한 것이다. 유효 숫자가 많을수록 그 값은 정확한 값이다.(Ex,12km는 12.0km라고 표시하면 10분의 1까지 정확하다는 의미이다.)