정의 Soft matter(연성 물질)은 말 그대로 부드러운 물질이나 물체를 말하는데 Solid state 물질이나 액체와는 다른 독특한 특성을 가지고 있어 고유의 연구분야로서 인정받고 있다. 특히 고분자(polymer), 액체 크리스털(liquid crystal), 액정, 콜로이드 입자(colloidal grains), 생체 물질(biological matter)등의 물질이 기본적인 연구대상이다.   특징1. 복잡성(complexity) : 물질의 일반적인 상태로 알려진 고체, 액체, 기체 상태보다 복잡한 구조를 가진다. 2. 유연성(Flexibility) : 장력(tension)에 저항할 수 있다. 액체보다는 장력에 강하고 일반적인 고체금속보다는 약하다. 대표적인 예로 고무(rubber)가 있다.  ..

물리학 잡담 2024. 12. 26. 11:25

문제  풀이힘의 평형상태가 되려면 구에 작용하는 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 힘이 작용하면 된다. 그렇다면, 먼저 구에 작용하는 힘을 계산해서 그 크기와 방향을 구하고, 그다음 그 힘을 전하량으로 나누어주면 외부에서 걸어준 전기장을 구할 수 있다. 먼저 +전하를 가지고 있는 구에 작용하는 힘은 중력과 장력의 합력 그리고 전기력 두 가지다. 이를 아래 그림으로 표현해 보았다.전기력과 중력과 장력의 합력이 같은 방향으로 작용한다고 볼 때 두 힘의 합력은 y성분이 0이 되기 때문에 x성분만 고려해 주면 된다. 이때 평형상태를 만들기 위한 전기력 F(외부 전기장에 의해서 전하가 받는 전기력) = Eq = -F(구에 작용하는 힘)이 되므로 아래와 같이 계산해 주면 된다. 계산은 아래 그림을 참고한다. θ = ..

일반물리학 문제풀이 2024. 11. 13. 20:14

문제 풀이이번에도 가우스 법칙을 사용해서 문제를 풀면 된다. 가우스 법칙에 대해 알고 싶다면 아래의 포스팅을 참고하면 된다.일반물리학 문제풀이(전기선속과 가우스법칙) -2 일반물리학 문제풀이(전기선속과 가우스법칙) -2문제  개념가우스 법칙 : 대칭성이 있는 가상의 폐곡면(예를 들어 구, 원통 등)을 전하를 중심으로 둘러싸서 그린 다음 내부에 있는 전하에 의해 만들어진 전기선속을 계산하는 수학적 방법. 이honeyphysics.tistory.com 먼저 (a)번을 푸는데 도움이 될 아래의 그림을 참고해 보자.문제에서 제시한 대로 구의 중심으로부터 1.5m 떨어진 점들을 이어 가상의 구를 그려본다.(가우스면) 그러면 가우스면의 표면을 통과하는 전기력선이 존재함을 알 수 있다. 가우스면 내부에 있는 전하에 ..

일반물리학 문제풀이 2024. 11. 5. 19:45

문제  개념가우스 법칙 : 대칭성이 있는 가상의 폐곡면(예를 들어 구, 원통 등)을 전하를 중심으로 둘러싸서 그린 다음 내부에 있는 전하에 의해 만들어진 전기선속을 계산하는 수학적 방법. 이렇게 얻어낸 전기선속으로 전기장의 크기와 방향을 알아낼 수 있다. 가우스 법칙의 수식은 아래와 같다.  풀이먼저 (a) 번 문제의 상황을 그림으로 표현해 보았다.그림의 하얀색 원이 반지름 a인 구 껍질이다. 그리고 그 바깥에 파란색 점선으로 표시된 원이 구 껍질 밖의 가상의 폐곡면인 가우스면이다. 구 껍질 중심에 1q의 전하가 있고 껍질 표면에는 -1q의 전하가 고르게 분포하고 있다. 그렇다면 전기력선은 그림과 같이 구껍질 안쪽에서만 그려지고 구 껍질 바깥으로 나오지 않는다. 왜냐하면 +1q의 전하와 -1q의 전하가 ..

일반물리학 문제풀이 2024. 11. 4. 20:12

문제 개념본격적인 문제 풀이 이전에 전기선속에 대한 개념을 짚고 넘어가고자 한다. 전기선속(혹은 전기력선속)이란 간단히 말해서 단면적 A인 면을 통과하는 전기력선의 수이다. 이를 수식으로 나타내면 Φ(전기선속) = EAcos(θ) 로 표현된다. (E = 전기장, A = 전기력선이 뚫고 들어가거나 나오는 면의 단면적, θ = 면의 법선벡터와 전기력선이 이루는 각도) 이 식은 단위 면적당 전기력선의 수를 나타내는 수식 E = N(전기력선의 수 = 전기선속)/A로부터 유도된다.  풀이먼저 (a)번 문제의 상황을 그림으로 표현해 보면 아래와 같다. 그림에 대해 간략하게 설명하자면 빨간색으로 표시된 화살표가 전기력선, 하늘색 테두리에 하얀색이 칠해진 사각형이 문제에서 설명하고 있는 변의 길이가 각각 0.350m,..

일반물리학 문제풀이 2024. 11. 1. 13:11

문제  해설 밴더그래프(Van de Graaff) 발전기란? 본격적인 문제풀이에 들어가기에 앞서 밴더그래프 발전기에 대해 간략하게 설명하고 넘어가고자 한다. 밴 더 그라프 발전기란 네덜란드계 미국의 물리학자인 밴더그래프가 발명한 정전발전기로, 기본적으로 도르래 형태이며 상·하단에 브러시가 있어 전하를 이동시키는 역할을 하고 상단은 금속구로 둘러싸여 있다. 작동원리는 다음과 같다. 먼저 하단에 있는 브러시에 전압을 걸어 양전하로 대전시켜 하단브러시와 가까운 위치의 절연벨트를 양전하로 대전시킨다. 그러면 양전하로 대전된 절연벨트가 상단브러시가 있는 위치에 도달해 상단 브러시의 음전하를 뺏게 된다. 그러면 브러시와 연결된 금속구 또한 양전하로 대전되며 이를 반복해 금속구에 전하를 충전하는 원리로 동작하는 정전..

일반물리학 문제풀이 2024. 8. 4. 11:58

문제   풀이 위에 그림에서 표현되었듯이 세 개의 점전하가 원의 중심으로부터 2.0m 떨어진 지점에 각각 위치하여 있는 가운데 원의 중심에서 합성 전기장의 크기와 방향을 묻고 있다.  원의 중심으로부터 세 점전하는 모두 2m 거리만큼 떨어져 있고(r = 2.0m)  전하량은 -5.0mC으로 모두 같다. 전기장은 1C의 시험전하가 받는 전기력의 크기로 이해할 수 있으므로 원의 중심에 1C의 시험전하가 있다고 가정하고 이 시험전하에 작용하는 모든 전기장의 합을 구하면 된다. 먼저 원의 중심에서 각 전하에 의해 작용하는 전기장의 크기는 거리와 전하량이 똑같기 때문에 모두 같은 값을 가진다.   그렇다면 각 전하에 의해 만들어지는 전기장의 x, y성분을 구해보자. 중심선과 30 º각을 이루는 곳에 위치한 전하를..

일반물리학 문제풀이 2024. 8. 2. 19:26

정의100nm이하 크기의 다이아몬드  제조방법제조방법에는 폭발법(detonation), 화학적 증기 증착법(chemical vapour decomposition), 레이저 폭발법 등이 있다. 이 중 대표적인 방법이 폭발(detonation) 법인데 설명하자면, 다이아몬드와 같은 탄소원자로 이루어져 있지만 결합구조가 다른 흑연(graphite)에 1~2시간 동안 1500도 이상의 고온과 5만 기압 정도를 가하면 아주 작은 크기의 다이아몬드를 얻을 수 있다. 이 인공 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 성질이 똑같지만 가격은 더 저렴하다. 활용나노다이아몬드의 활용은 표면 윤활제에서부터 의학분야에 이르기까지 매우 폭넓다. 특히나 주목받고 있는 것이 의학 분야에서의 잠재적 활용 가능성인데 나노 다이아몬드는 높은 생체..

물리학 잡담 2024. 5. 28. 20:52