서강대학교 일반물리 I

PHY1001-13 · 2026년 1학기

강의 정보

담당	최영우
시간	수, 금 15:00-16:15
장소	K304
면담	월,화,목 10:00-12:00 (이메일 예약)
이메일	ywchoi02@sogang.ac.kr
홈페이지	yw-choi.github.io

교재 & 평가

교재

Principles of Physics, 12/E

Resnick, Halliday, Walker

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50%

중간고사

50%

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강의 자료

소개

강의자료

1장 측정

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2장 직선 운동

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3장 벡터

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4장 2차원·3차원 운동

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5장 힘과 운동 I

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6장 힘과 운동 II

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7장 운동에너지와 일

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8장 퍼텐셜에너지와 보존

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9장 질량중심과 선운동량

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10장 회전

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11장 구름·돌림힘·각운동량

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12장 평형과 탄성

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AI 코딩

강의자료

시뮬레이션

1장 · 측정

스케일 탐험기

길이( $10^{-18}$ ~ $10^{27}$ m), 시간( $10^{-24}$ ~ $10^{17}$ s), 질량( $10^{-30}$ ~ $10^{53}$ kg)의 다양한 스케일을 탐험하며 SI 접두어와 대표 물체를 확인합니다.

2장 · 직선 운동

등가속도 직선 운동

초기 위치( $x_0$ ), 초기 속도( $v_0$ ), 가속도( $a$ )를 조절하며 $x(t)$ , $v(t)$ , $a(t)$ 그래프를 실시간으로 관찰합니다. 등가속도 공식 $x = x_0 + v_0 t + \tfrac{1}{2}at^2$ 를 시각적으로 확인합니다.

자유 낙하

초기 높이( $y_0$ )와 초기 속도( $v_0$ )를 조절하며 자유 낙하 운동을 관찰합니다. 최고점에서 $v=0$ , 지면 충돌 속도, $y(t)$ 와 $v(t)$ 그래프를 확인합니다.

3장 · 벡터

벡터 덧셈과 성분 분해

두 벡터 $\vec{a}$ , $\vec{b}$ 의 덧셈을 머리-꼬리(head-to-tail) 방법과 성분 분해( $s_x = a_x + b_x$ , $s_y = a_y + b_y$ )로 시각화합니다.

내적과 외적 시각화

내적( $\vec{a}\cdot\vec{b} = ab\cos\phi$ )의 정사영 의미와 외적( $|\vec{a}\times\vec{b}| = ab\sin\phi$ )의 평행사변형 넓이를 시각적으로 이해합니다.

4장 · 2차원·3차원 운동

포물체 운동

수평·수직 운동의 독립성과 포물선 궤적을 시각화합니다. 속도 벡터 분해( $v_x$ 일정, $v_y$ 변화)와 수평 도달 거리 $R = v_0^2\sin 2\theta_0/g$ 를 확인합니다.

등속 원운동

등속 원운동에서 구심 가속도 $a = v^2/r$ 이 항상 중심을 향하고 속도 벡터에 수직( $\vec{v} \perp \vec{a}$ )임을 시각적으로 확인합니다.

2차원 상대 운동

강을 건너는 보트 시나리오로 상대 속도( $\vec{v}_{PG} = \vec{v}_{PR} + \vec{v}_{RG}$ )를 이해합니다. 강물 기준과 지면 기준의 궤적을 비교합니다.

5장 · 힘과 운동 I

뉴턴의 제2법칙

알짜힘 $F$ 와 질량 $m$ 을 조절하여 $\vec{F}_{\text{net}} = m\vec{a}$ 를 확인합니다. 힘의 방향(양/음)에 따른 가속도 변화를 실시간으로 관찰합니다.

앳우드 기계

두 질량 $m_1$ , $m_2$ 를 조절하여 앳우드 기계의 가속도 $a = (m_1 - m_2)g/(m_1 + m_2)$ 와 장력 $T = 2m_1 m_2 g/(m_1 + m_2)$ 를 실시간으로 확인합니다.

6장 · 힘과 운동 II

빗면 위의 마찰력

빗면 각도와 마찰 계수를 조절하며 정지 마찰과 운동 마찰의 차이를 확인합니다. 임계각( $\theta_c = \tan^{-1}\mu_s$ ) 이상에서 물체가 미끄러지기 시작하며, 가속도 $a = g(\sin\theta - \mu_k\cos\theta)$ 를 실시간으로 검증합니다.

등속 원운동과 구심력

등속 원운동에서 속도 벡터(접선)와 구심 가속도(중심 방향)를 시각화합니다. 구심력 $F = mv^2/R$ 과 주기 $T = 2\pi R/v$ 를 실시간으로 확인할 수 있습니다.

7장 · 운동에너지와 일

일과 운동에너지

일정한 힘에 의한 일( $W = Fd\cos\varphi$ )과 운동에너지 변화( $\Delta K$ )를 실시간으로 비교하여 일-운동에너지 정리( $\Delta K = W$ )를 검증합니다.

용수철 힘이 하는 일

훅 법칙( $F = -kx$ )과 용수철이 한 일( $W_s = \tfrac{1}{2}kx_i^2 - \tfrac{1}{2}kx_f^2$ )을 시각화. $F(x)$ 그래프의 면적으로 일을 확인하고, 일-에너지 정리를 수치적으로 검증합니다.

8장 · 퍼텐셜에너지와 보존

역학적 에너지 보존

빗면을 내려오는 물체의 운동에너지( $K$ )와 퍼텐셜에너지( $U$ )의 실시간 변환을 관찰합니다. 마찰을 켜면 $\Delta E_{\text{mec}} = -f_k d$ 를 확인할 수 있습니다.

퍼텐셜에너지 곡선 탐색기

$U(x)$ 곡선 위에서 $E_{\text{mec}}$ 수준을 조절하여 반환점, 안정/불안정 평형점을 탐색합니다. $F(x) = -dU/dx$ 관계를 시각적으로 확인합니다.

9장 · 질량중심과 선운동량

1차원 충돌

탄성·비탄성·완전 비탄성 충돌을 시뮬레이션합니다. 운동량 보존( $\vec{p}_i = \vec{p}_f$ )과 운동에너지 변화( $\Delta K$ )를 바 차트로 실시간 확인합니다.

2차원 탄성 충돌

충돌 변수(impact parameter)를 조절하여 2차원 탄성 충돌의 산란 각도를 관찰합니다. 같은 질량일 때 $\theta_1 + \theta_2 = 90°$ 를 확인합니다.

10장 · 회전

회전 운동학

등각가속도 회전 운동을 시각화합니다. 회전하는 원판 위의 점 P에서 $v = \omega r$ , $a_r = \omega^2 r$ 등 선형-각 관계를 실시간으로 확인하고, $\theta(t)$ 와 $\omega(t)$ 그래프를 관찰합니다.

관성모멘트와 토크

다양한 형태(고리, 원판, 구, 막대)의 관성모멘트 $I$ 를 비교하고, 토크 $\tau$ 에 의한 각가속도 $\alpha = \tau/I$ 를 확인합니다. 회전 운동에너지 $K = \tfrac{1}{2}I\omega^2$ 와 토크가 한 일 $W = \tau\theta$ 의 일치를 검증합니다.

11장 · 구름·돌림힘·각운동량

구름 운동 경주

링( $I = MR^2$ ), 원판( $I = \tfrac{1}{2}MR^2$ ), 구( $I = \tfrac{2}{5}MR^2$ )가 빗면을 굴러 내려오는 경주. 관성 모멘트에 따른 가속도 차이( $a_{com} = g\sin\theta/(1+c)$ )와 에너지 분배를 실시간으로 비교합니다.

각운동량 보존

회전 원판 위에서 추의 거리를 조절하여 각운동량 보존( $I_i\omega_i = I_f\omega_f$ )을 검증합니다. 관성 모멘트가 줄면 각속도가 증가하는 피겨 스케이팅 원리를 체험합니다.

12장 · 평형과 탄성

사다리 평형

마찰 없는 벽에 기댄 사다리의 정적 평형을 시각화합니다. 각도, 질량, 마찰계수를 조절하며 $\sum\vec{F}=0$ , $\sum\vec{\tau}=0$ 조건과 미끄러짐 한계를 확인합니다.

응력-변형률 곡선

다양한 재료(강철, 알루미늄, 구리, 고무 등)의 응력-변형률 곡선을 탐색하고, 가상 인장 시험으로 탄성 영역, 소성 변형, 파단 과정을 관찰합니다. $\sigma = E\varepsilon$ .

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일반물리 I·II 전 범위의 시뮬레이션입니다.

서강대학교 일반물리 I

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시뮬레이션

1장 · 측정

스케일 탐험기

2장 · 직선 운동

등가속도 직선 운동

자유 낙하

3장 · 벡터

벡터 덧셈과 성분 분해

내적과 외적 시각화

4장 · 2차원·3차원 운동

포물체 운동

등속 원운동

2차원 상대 운동

5장 · 힘과 운동 I

뉴턴의 제2법칙

앳우드 기계

6장 · 힘과 운동 II

빗면 위의 마찰력

등속 원운동과 구심력

7장 · 운동에너지와 일

일과 운동에너지

용수철 힘이 하는 일

8장 · 퍼텐셜에너지와 보존

역학적 에너지 보존

퍼텐셜에너지 곡선 탐색기

9장 · 질량중심과 선운동량

1차원 충돌

2차원 탄성 충돌

10장 · 회전

회전 운동학

관성모멘트와 토크

11장 · 구름·돌림힘·각운동량

구름 운동 경주

각운동량 보존

12장 · 평형과 탄성

사다리 평형

응력-변형률 곡선

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