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Normal force and contact force | Forces and Newton's laws of motion | Physics | Khan Academy

  • 0:01 - 0:05
    어떤 커다란
    얼어있는 호수 또는
  • 0:05 - 0:06
    커다란 연못이
    있다고 합시다
  • 0:06 - 0:10
    이곳에 두꺼운
    얼음이 있다고 할 때
  • 0:10 - 0:12
    얼음의 평평한
    표면을 그리고
  • 0:12 - 0:15
    두 개의 네모난
    얼음 조각을 두겠습니다
  • 0:15 - 0:18
    이곳에 한 개의
    조각을 두고
  • 0:18 - 0:22
    이곳에 한 개의
    조각을 두고
  • 0:22 - 0:24
    이 곳에 또 다른
    얼음 조각을 두겠습니다
  • 0:24 - 0:26
    이 곳에 또 다른
    얼음 조각을 두겠습니다
  • 0:30 - 0:34
    두 조각은
    모양과 성질이 동일합니다
  • 0:34 - 0:35
    둘 다 5kg이고
  • 0:35 - 0:38
    둘 다 5kg이고
  • 0:42 - 0:46
    둘의 질량이
    5kg입니다
  • 0:46 - 0:49
    한 가지 차이점이 있다면
  • 0:49 - 0:52
    연못에 대해서
    상대적으로
  • 0:52 - 0:56
    왼쪽 조각은
    가만히 있고
  • 0:56 - 0:59
    오른쪽 조각은
    일정한 상대 속도로
  • 0:59 - 1:03
    움직이고 있습니다
  • 1:03 - 1:06
    오른쪽을 향한
    일정한 상대 속도입니다
  • 1:06 - 1:09
    그리고 이 상대 속도는
  • 1:09 - 1:14
    5m/s입니다
  • 1:14 - 1:17
    여기서 얼음 표면 위에
    또 얼음 조각을 두겠다고 한 이유는
  • 1:17 - 1:19
    이 영상에서는 마찰력이
  • 1:19 - 1:24
    무시할 만큼 작다고
    가정할 것이기 때문입니다
  • 1:24 - 1:26
    그렇다면 움직이지
    않고 있는 물체
  • 1:26 - 1:30
    다시 말해서 속도가
    0인 물체
  • 1:30 - 1:32
    또는 일정한 속도를
    가진 물체에 대해서
  • 1:32 - 1:35
    뉴턴의 첫번째 법칙으로부터
    무엇을 알 수 있을까요?
  • 1:35 - 1:37
    뉴턴의 첫 번째 법칙은
  • 1:37 - 1:41
    속도가 일정한 물체는
    힘의 균형이 깨지거나
  • 1:41 - 1:44
    어떤 알짜힘이
    작용하지 않는 이상
  • 1:44 - 1:47
    그 속도를 계속 유지하거나
  • 1:47 - 1:50
    계속 속도가 0인 상태로
    정지해 있을 것이라 말합니다
  • 1:50 - 1:51
    이 상황에서
    생각해 봅시다
  • 1:51 - 1:53
    두 가지 경우 모두
  • 1:53 - 1:56
    물체에 작용하는
    불균형한 힘
  • 1:56 - 1:59
    즉 알짜힘이
    없어야 합니다
  • 1:59 - 2:00
    그런데 사실은
  • 2:00 - 2:02
    이 물체들은 지구
    위에 있으므로
  • 2:02 - 2:06
    두 물체 모두에 작용하는
    알짜힘이 있습니다
  • 2:06 - 2:09
    두 물체 모두
    지구 표면 위에 있고
  • 2:09 - 2:11
    질량을 갖고 있으므로
  • 2:11 - 2:14
    아래쪽 방향으로
    중력이 작용할 것입니다
  • 2:14 - 2:16
    아래쪽 방향으로
    중력이 작용할 것입니다
  • 2:16 - 2:20
    두 얼음 조각에 모두
    아래쪽 방향의
  • 2:20 - 2:23
    중력이 작용합니다
  • 2:23 - 2:26
    그리고 그 중력의
    크기는
  • 2:26 - 2:30
    지구 표면 근처에서의
    중력장에 (중력장은 벡터입니다)
  • 2:30 - 2:33
    지구 표면 근처에서의
    중력장에 (중력장은 벡터입니다)
  • 2:33 - 2:37
    물체의 질량을
    곱한 것과 같을 것입니다
  • 2:37 - 2:41
    5kg 의 질량 말입니다
  • 2:41 - 2:47
    여기서 중력가속도 g는
    9.8m/s²입니다
  • 2:47 - 2:49
    따라서 5에
    9.8을 곱합니다
  • 2:49 - 2:53
    결국 49kg·m/s²
  • 2:53 - 2:56
    즉 49N 의 힘임을
    알 수 있습니다
  • 2:56 - 2:59
    여기에서의 의문점은
  • 2:59 - 3:02
    뉴턴 제 1법칙에서는
    어떤 물체가
  • 3:02 - 3:04
    알짜힘이 없을 때에만
  • 3:04 - 3:07
    계속 정지하거나
    운동상태를 유지할 것이라 했는데
  • 3:07 - 3:09
    계속 정지하거나
    운동상태를 유지할 것이라 했는데
  • 3:09 - 3:10
    여기서의 그림에 의하면
  • 3:10 - 3:13
    알짜힘이 존재하는 것처럼
    보인다는 것입니다
  • 3:13 - 3:17
    49N 의 힘이 물체를
    아래로 당기는 것처럼 보입니다
  • 3:17 - 3:18
    49N 의 힘이 물체를
    아래로 당기는 것처럼 보입니다
  • 3:18 - 3:21
    그런데 사실은
    그렇지가 않습니다
  • 3:21 - 3:24
    물체 아래쪽에
    얼음이 놓여 있으므로
  • 3:24 - 3:25
    물체는 아래로 가속되지는
    않을 것입니다
  • 3:25 - 3:33
    물체는 아래로 가속되지는
    않을 것입니다
  • 3:33 - 3:36
    그렇다면 여기에서
  • 3:36 - 3:42
    얼음 조각이
    지구 중심방향으로 받는
  • 3:42 - 3:45
    중력을 상쇄시켜
  • 3:45 - 3:48
    얼음 조각이
    가만히 있도록 하는
  • 3:48 - 3:51
    힘은 무엇일까요?
  • 3:51 - 3:54
    물체를 지구 중심
    방향으로 가속시켜
  • 3:54 - 3:56
    자유낙하시키는 힘
    말입니다
  • 3:56 - 4:01
    답은 '얼음 바닥이 아니면
  • 4:01 - 4:04
    얼음 조각은
    떨어질 것이므로
  • 4:04 - 4:07
    얼음 바닥이
    중력 반대방향의
  • 4:07 - 4:10
    힘을 제공한다' 입니다
  • 4:10 - 4:13
    얼음 바닥이
    중력 반대방향으로
  • 4:13 - 4:16
    상쇄되는 힘을
    제공합니다
  • 4:16 - 4:18
    따라서 중력과
    크기는 같고
  • 4:18 - 4:20
    방향은 반대인
    힘이 될 것입니다
  • 4:20 - 4:24
    여기에서 물체에
    작용하는 중력은
  • 4:24 - 4:28
    아래방향으로 49N이므로
  • 4:28 - 4:32
    이는 바닥이 얼음 조각에 가하는
    위쪽방향의 힘과 완전히 상쇄됩니다
  • 4:32 - 4:38
    바닥이 가하는 힘 역시
    49N이 될 것입니다
  • 4:38 - 4:39
    따라서 우리는 여전히
  • 4:39 - 4:42
    뉴턴의 법칙을 적용해도
    되겠습니다
  • 4:42 - 4:45
    수직 방향으로는
    알짜힘이 없음을 알았고
  • 4:45 - 4:48
    수평 방향으로도
    당연히 알짜힘이 없기 때문입니다
  • 4:48 - 4:52
    이러한 이유로
    왼쪽 얼음 조각의
  • 4:52 - 4:53
    수평방향 속도가
    0이고
  • 4:53 - 4:56
    오른쪽 얼음 조각이
    일정한 속도를 갖는 것입니다
  • 4:56 - 4:58
    그리고 두 조각 모두
  • 4:58 - 4:59
    수직 방향으로
    가속하지 않습니다
  • 4:59 - 5:02
    얼음 바닥이
    얼음 조각을
  • 5:02 - 5:03
    받쳐주는 힘을
    제공하면서
  • 5:03 - 5:06
    중력을 상쇄시키기
    때문입니다
  • 5:06 - 5:10
    여기서 받치는 힘은
    '수직 항력'이라고 부릅니다
  • 5:10 - 5:15
    여기서 수직항력은
    위쪽 방향으로 49N입니다
  • 5:15 - 5:17
    오른쪽 조각에도
    마찬가지 입니다
  • 5:17 - 5:20
    수직항력에 대한 내용은
    나중에 더 다루겠습니다
  • 5:20 - 5:23
    수직항력은 어떤
    표면에 놓여 있는
  • 5:23 - 5:24
    물체에 대하여
    표면과 수직으로
  • 5:24 - 5:26
    작용하는 힘입니다
  • 5:26 - 5:27
    수직항력은
    마찰력 등에 대해 논의할 때
  • 5:27 - 5:30
    중요하게 작용합니다
  • 5:30 - 5:32
    나중의 영상들에서
    경사면 위에 놓인
  • 5:32 - 5:35
    물체에 대해서
    다룰 것입니다
  • 5:35 - 5:36
    이렇게 말입니다
  • 5:36 - 5:38
    이 경사면에서
  • 5:38 - 5:40
    물체에 가하는
    수직항력은
  • 5:40 - 5:44
    경사의 표면에
    수직일 것입니다
  • 5:44 - 5:47
    그리고 이 힘은 사실
  • 5:47 - 5:49
    근본적으로는
    전자기력입니다
  • 5:49 - 5:56
    만약 얼음의 분자가
    보일 정도로 확대하면
  • 5:56 - 5:59
    심지어 원자까지
    보일 정도로 확대하면
  • 5:59 - 6:02
    심지어 원자까지
    보일 정도로 확대하면
  • 6:02 - 6:06
    얼음 조각이
    아래로 떨어지는 것을
  • 6:06 - 6:09
    막아주고 있는 것은
  • 6:09 - 6:13
    분자들이 서로
    통과할 수 없도록 하는
  • 6:13 - 6:16
    분자들 간의 압력인데
  • 6:16 - 6:19
    물 분자 말고
    얼음에 있는
  • 6:19 - 6:22
    원자 단위까지 생각해보면
  • 6:22 - 6:24
    원자를 그려보겠습니다
  • 6:25 - 6:33
    얼음 조각 아래쪽 분자를
    확대해서 그려보겠습니다
  • 6:33 - 6:40
    산소와 두 개의
    수소가 있고
  • 6:40 - 6:42
    이것들은
    격자 구조를 형성합니다
  • 6:42 - 6:46
    자세한 건
    화학 영상에서 찾아보세요
  • 6:46 - 6:49
    얼음바닥 위쪽의 분자를
    확대해서 그려보면
  • 6:49 - 6:54
    이렇게 그릴 수 있습니다
  • 6:54 - 6:56
    구조는 같습니다
  • 6:56 - 6:59
    위쪽 분자가
    아래로 떨어지지 않도록
  • 6:59 - 7:02
    두 분자 사이 거리를
    유지하는 힘은
  • 7:02 - 7:05
    위쪽과 아래쪽 분자에
    각각 존재하는
  • 7:05 - 7:07
    전자들 사이의 반발력입니다
  • 7:07 - 7:11
    이 힘은 거시적인
    수준에서는 접촉할 때의 힘이지만
  • 7:11 - 7:13
    미시적인 수준
    즉 원자 단위의 수준에서는
  • 7:13 - 7:18
    전자기적인
    반발력이 됩니다
Title:
Normal force and contact force | Forces and Newton's laws of motion | Physics | Khan Academy
Description:

The force that keeps a block of ice from falling towards the center of the earth. Created by Sal Khan.

Watch the next lesson: https://www.khanacademy.org/science/physics/forces-newtons-laws/normal-contact-force/v/normal-force-in-an-elevator?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=physics

Missed the previous lesson? https://www.khanacademy.org/science/physics/forces-newtons-laws/newtons-laws-of-motion/v/newton-s-third-law-of-motion?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=physics

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Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
07:18

Korean subtitles

Incomplete

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