동역학의 개요와 기초 (단위계 및 벡터 연산)
[L1] 1 동역학의 분류: 운동학 vs 운동역학
[L2] 1) 운동학 (Kinematics)
[L4] - 물체가 어디에 있고(위치), 얼마나 빨리 움직이며(속도), 속도가 어떻게 변하는가(가속도)를 통한 물리해석.
[L5] * 힘(Force)이나 질량(Mass)은 전혀 고려하지 않고, 오직 운동의 기하학적 특성만 연구함.
[L2] 2) 운동역학 (Kinetics)
[L4] - 운동학의 개념에 힘(Force)과 질량(Mass)을 추가하여, 운동 발생 거동을 분석.
[L5] * 뉴턴의 제2법칙($\sum F = ma$)이 기본됨.
[L1] 2 동역학 기본 단위계 (SI 단위계)
[L2] 1) 물리량 / 기호 / SI 단위
[L4] - 길이(Length) / $L$ / 미터 ($m$)
[L4] - 시간(Time) / $t$ / 초 ($s$)
[L4] - 질량(Mass) / $m$ / 킬로그램 ($kg$)
[L4] - 힘(Force) / $F$ / 뉴턴 ($N$)
[L5] * 힘의 단위인 뉴턴($N$)은 유도 단위임. 뉴턴의 제2법칙에 의해 질량 $1 \text{ kg}$의 물체를 $1 \text{ m/s}^2$으로 가속시키는 데 필요한 힘을 의미함.
$$1 \text{ N} = 1 \text{ kg} \cdot \text{m/s}^2$$
[L1] 3 벡터 연산
[L2] 1) 벡터의 내적(Dot Product)
[L4] - 내적의 결과값은 스칼라(크기만 있는 값).
[L4] - '일(Work)'을 계산하거나, 특정 축 방향으로의 물리량 성분을 투영(Projection)할 때 주로 사용.
$$\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos\theta$$
[L5] * 같은 방향 성분끼리 곱해주는 개념
[L5] * 두 벡터가 수직($\theta = 90^\circ$)이면 내적은 $0$
[L2] 2) 벡터의 외적(Cross Product)
[L4] - 외적의 결과값은 또 다른 벡터값임.
[L4] - 모멘트(Moment)나 회전 운동을 다룰 때 필수적입니다.
$$\vec{A} \times \vec{B} = AB \sin\theta \ \hat{u}$$
[L5] * $\hat{u}$는 두 벡터가 이루는 평면에 수직인 방향을 가리키는 단위 벡터(오른손 법칙 적용)
[L5] * 교환 법칙이 성립하지 않으므로 순서에 주의($\vec{A} \times \vec{B} \neq \vec{B} \times \vec{A}$)