기초물리 법칙(열역학 법칙,뉴턴의법칙, 만유인력과 케플러의법칙 등)

소개글

기초물리 법칙(열역학 법칙,뉴턴의법칙, 만유인력과 케플러의법칙 등) 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

※열역학 법칙

열역학 제0법칙
열역학 제1법칙
열역학 제2법칙
열역학 제3법칙

※뉴턴의법칙

뉴턴의 운동 제1법칙: 관성의법칙
뉴턴의 운동 제2법칙: 가속도의 법칙
뉴턴의 운동 제3법칙: 작용 반작용의 법칙

※만유인력과 케플러의법칙

만유인력의 법칙
케플러의법칙

본문내용

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만유인력은 우리가 항상 느끼고 있는 힘이다. 만유인력의 법칙에 의하면 사람이 하늘을 날지 않고 땅위를 걸어다닐 수 있는 것은 이러한 만유인력때문이다. 사과와 같은 물체가 땅위로 떨어지는 것도 만유인력이 있기 때문이다. 태양과 지구 사이에도 만유인력이 존재하여 공전운동이 가능하다
사례
지금 한번 제자리에서 뛴다면 위로 계속 올라가지 않고 땅으로 착지한다. 그리고 야구공을 던지면 포물선 모양으로 떨어진다거나 위로 아주 세게 쏘아 올린 공 또한 땅으로 떨어지기 마련이다.
케플러의법칙
이론
-케플러가 브라헤의 행성 관측 자료를 분석하여 유도한 행성의 운동에 관한 세 가지 법칙이다. 제1법칙은 행성이 태양을 초점으로 타원궤도로 공전한다는 것이고, 제2법칙은 행성의 속도와 동경이 그리는 넓이의 곱이 항상 일정하다는 것이다. 마지막 제3법칙은 행성의 공전주기의 제곱은 공전궤도 긴 반지름의 세제곱에 비례하다는 것이다.
원리
-케플러가 브라헤의 행성 관측 자료를 분석하여 유도한 행성의 운동에 관한 세 가지 법칙이다.
제1법칙(궤도의 법칙)
행성은 태양을 하나의 초점으로 하는 타원궤도를 그리며 공전한다. 태양 주위를 도는 행성의 궤도, 행성 주위를 도는 위성의 궤도, 그리고 인공위성의 궤도가 모두 타원이라는 것을 알고 있다. 그러나 교과서에 나오는 대부분의 그림이 묘사하는 과장된 궤도와는 달리, 행성의 궤도는 원에 가깝다.
제2법칙(면적의 법칙)
행성과 태양을 연결하는 동경(動徑)은 같은 시간에 같은 넓이를 휩쓸며 지난다. 즉, 한 행성에서의 행성의 속도와 그 동경이 그리는 넓이의 곱은 항상 일정하다. 이것은 행성의 속력이 궤도를 도는 동안 달라야만 한다. 즉, 근일점일 때 가장 빠르고 원일점일 때 가장 느리다.
제3법칙(주기의 법칙)
행성의 공전주기의 제곱은 공전궤도의 긴 반지름의 세제곱에 비례한다는 법칙이다. 주기를 T, 긴 반지름을 a라 하면 T2 = ka3 로 나타낼 수 있다. 여기서 k는 상수로 모든 행성에 적용된다. 처음 케플러는 a를 타원의 긴 반지름과 짧은 반지름의 평균거리로 생각하였다. 그러나 후에 긴반지름으로 판명되었다. 케플러의 3법칙으로 태양으로부터 행성들의 거리를 측정할 수 있다.
제1법칙과 제2법칙은 주로 화성을 관측하여 얻은 것으로 1609년에 발표되었고, 제3법칙은 이보다 10년 후에 발표되었다. 케플러의 시대는 그 때까지 사람들이 믿어온 천동설에 대해 지동설이 도전하던 시기로 브라헤는 원래 천동설을 옹호하려고 행성의 위치를 측정하기 시작했다고 한다. 케플러는 비록 브라헤의 제자였지만 지동설의 입장에서 지구의 공전궤도를 원이라 가정하고 화성의 공전궤도를 기하학적으로 작도해 본 결과, 그 궤도가 태양을 초점으로 하는 타원이라는 것을 알게 되었다. 케플러 이전에는 지동설의 주장자들도 행성의 궤도가 원이라고 믿고 있었다. 케플러의 법칙은 후에 뉴턴이 만유인력을 발견하는 데 핵심적인 수학적 기초를 제공해 주었다.
사례
-우주선에 장착된 자세 제어 로켓
과거에 화성이 그렇했을 것처럼 우주선도 정확히 그러나 조심스럽게 원일점에 도착해야 한다. 그래야 화성이 이 우주선을 잡아당길 것이다. 즉, 이 우주선은 화성궤도에 잡히기에는 너무나 큰 속력으로 질주하고 있으므로 화성 주변에 가까울수록 속도를 줄여 결국 화성주위를 돌게 된다.
화성까지 가는 동안 태양으로부터 이 우주선까지의 거리는 올바른 궤도에 착지여부에 따라 계속적으로 주시를 받는다. 비록 이 우주선이 태양의 중력에 영향은 받지만 역시 다른 아홉개의 행성들의 중력도 화성을 향한 이것의 경로에 영향을 준다. 따라서 우주선에 장착된 자세 제어 로켓이 이 우주선을 정확한 경로로 가도록 이용되기도 한다.

키워드

열역학 법칙,   뉴턴의법칙,   만유인력,   케플러의법칙