If your brain is getting a little fried, stick with me for a little bit longer.
We've got one more thing to talk about with motionlessness,
which is actually surprisingly fascinating.
I want to point out one thing from before.
An object that is motionless or at rest, well, from a force point of view,
it's in the exact same situation as an object moving at constant speed.
From here on out, whenever I talk about an object that's at rest,
we could also be talking about an object with a constant speed.
It's just a little easier to visualize an object that's not moving, and the key to motionlessness is
realizing that when an object is at rest, its acceleration is 0.
F=ma tells us that 0 acceleration means 0 total force.
0 total force doesn't necessarily mean that there's no force acting on an object at all.
All it means is that any upwards forces must be balanced by corresponding downwards forces.
Likewise, leftwards forces must be balanced by rightwards forces.
Let's take a look at Aayush and Brent who are each pushing on this cart.
This cart has mass m and we'll say that the mass is 5 kg and right now the cart is exactly at rest.
They're both pushing very hard but the cart is at rest.
I should mention that most of these questions we do,
we're going to ignore something called friction.
Friction is the force you feel between your hands when you rub them together.
It's a real force and it's something we can talk about,
but to make matters simpler, we'll often ignore it.
So this is a frictionless world for now--so let's go ahead and take
a look at all the forces acting on this cart.
I'm going to draw a force diagram.
Well, the first force I'm going to draw is mg, and in this case,
mg is going to equal this 5 mg*g and we know g is 10 ms² which gives me a total of 50 N
which gives me a total of 50 N and Newtons are the unit of force.
The ground must also be pushing upwards with a normal force.
Aayush is doing his best and he's pushing to the right, we'll label that Fa for Aayush
and Brent is also doing his best pushing back to the left and.we'll label that Fb.
Noticed how I've drawn these arrows--you know Aayush is pushing from the left
to the right--I don't draw an arrow like this.
For me, it's much easier to see what's going on
if the arrow is coming from the object and moving out.
So we know that the cart is at rest and I've given you a couple of the forces.
I told you that mg is 50 N and I've told you that Aayush is pushing with a force of 100 N.
Can you use this data as well as what we learned up here to fill in these two answers.
만약 너무 어려워서 이해하기가 어렵다면 조금 더 저의 설명을 들어 주세요.
우리는 움직임이 없다는 개념에 대해서 한 번 생각해 볼거에요.
실제로 놀라울 정도로 멋진 개념인데요.
저는 이전에 배운 내용 중 한 가지를 짚어 보려고 해요.
힘의 관점에서 보았을 때 움직임이 없는 또는 정지해 있는 물체는
정확히 같은 상황에서, 같은 속도로 움직이는 물체라고 할 수 있어요.
바로 여기에서 정지해 있는 물체에 대해서 제가 이야기 할 때면 언제든지
우리는 일정한 속도로 움직이는 물체를 이야기한다고 할 수 있어요.
움직이지 않는 물체를 시각화 해보면 조금 더 쉬울거에요. 그리고 움직임이 없다는 개념에서 중점적인 부분은
물체가 정지해 있고, 가속도가 0일 때라는 사실을 깨닿는 데 있어요.
F=ma는 가속도가 0이라는 뜻이고 총힘이 0이라는 뜻이에요.
총 힘이 0일 때 반드시 물체에 가해지는 힘이 전혀 없다는 뜻을 의미하지는 않아요.
그 말이 의미하는 바는, 어떤 위로 향하는 힘이 반드시 아래로 향하는 힘과 일치하여 균형을 이루어야 한다는 거에요.
마찬가지로 왼쪽으로 향하는 힘은 반드시 오른쪽으로 향하는 힘과 균형을 이루어야 해요.
이 카트를 각각 밀고 있는 아유시와 브랜트를 보아 주세요.
이 카트의 중량은 m이고 우리는 중량이 5kg이며 지금 카트는 정확히 정지해 있는 상태에요.
두 사람은 모두 아주 세게 밀고 있지만 카트는 정지해 있어요.
저는 우리가 보는 이 질문들 가운데 대부분이
마찰이라고 부르는 힘을 무시하고 있다는 사실을 말하려고 해요.
마찰은 두 손을 마주대고 비빌 때 느낄 수 있는 힘이에요.
실제 힘이고 우리가 이야기할 수 있는 힘이에요.
그러나 문제를 더 쉽게 만들기 위해서 우리는 종종 마찰력을 무시하곤 해요.
그러므로 이 그림은 마찰력이 없는 세상을 보여주고 있는 거에요. 그러므로 더 나아가서
이 카트에 작용하는 모든 힘을 보도록 해요.
저는 힘을 나타내는 표를 그러볼 건데요.
글쎄, 제가 그리는 첫 번째 힘은 mg에요. 이 문제에서
mg는 5mg*g가 되고 우리는 g가 10ms²라는 사실을 알고 있어요. 그러므로 값은 50N이 되겠네요.
이 식으로 우리는 총 값이 50N임을 알 수 있고 뉴턴은 힘의 단위에요.
지면에는 반드시 수직력으로 위쪽으로 밀어올리는 힘이 작용하고 있어요.
아유시는 최선을 다해서 오른쪽으로 밀어 붙이고 있어요. 우리는 아유시가 밀어붙이는 힘을 Fa라고 부를거에요.
그리고 브렌트는 마찬가지로 왼쪽으로 최선을 다해 밀어 붙이고 있어요. 우리는 그 힘을 Fb라고 부를거에요.
제가 어떻게 이 화살표를 그렸는지 보세요. 아유시가 왼쪽에서 오른쪽으로
밀어붙이고 있다는 걸 알고 계시죠? 저는 이렇게 화살표를 그리지는 않았어요.
만약 화살표가 물체에서부터 나와서 움직이고 있다면
무슨 일이 벌어질지는 보는 일은 훨씬 더 쉬울 거에요.
그러므로 우리는 카트가 정지해 있다는 사실을 알아요. 그리고 저는 몇 가지 힘을 보여주었어요.
저는 mg가 50N이라고 말했고, 아유시가 100N인 힘으로 밀고 있다고 말씀드렸어요.
우리가 여기에서 배운 내용과 이 내용을 사용해서 두 질문에 답해 주실 수 있나요?