Newton의 운동법칙
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물리학이나 공학을 공부하는 학생들에게 고전역학은 과학적인 사고방식을 배우는 첫 번째 관문이다. 과학적 사고방식이란 문제가 주어졌을 때 이 문제에서 중요한 부분이 무엇인지 이해하고, 이를 바탕으로 어떻게 논리적으로 사고방식을 전개하여 문제를 푸는 방법을 익히는 것이다. 과학적 사고방식을 배우는 기본적인 방법은 고전역학에서 Newton의 법칙으로 시작한다.
그러나 학생들은 Newton의 법칙을 적용할 때 문제에 따라 어떻게 생각하는 것이 적절한지 어렵게 느낄 때가 많고, 가끔은 잘못된 개념을 이용하여 문제를 엉뚱하게 풀 수도 있다. 이 책의 저자는 Newton의 법칙이 나온 근거와, 이를 이용하여 어떻게 올바른 개념을 적용하는지, 그리고 잘못된 개념을 어떻게 고쳐야하는지 여러 예제를 통하여 자세하게 설명하고 있다. 이 책은 실제 강의시간에서 사용하는 교재로는 적절하지 않지만, 보충교재나 혹은 과학적인 사고방식을 배우고 싶은 독자는 천천히 읽어 보면 많은 도움을 얻게 될 것이다. 강의시간에 머리 속에 떠오르는 질문, 강의시간에 차마 질문하지 못할 어리석은 것 같은 문제를 잘 선택하여 학생의 입장에서 친절하게 설명하였다. 한편 물리학자가 물리학에 대해 설명할 때 나타나는 특이한 유머도 흥미있다.
이 책을 읽으면서 분석적으로 생각하는 마음, 논리적으로 문제를 이해하는 방법을 통해 과학적인 사고방식을 익히며, 과학에 대한 사랑이 싹트기를 기대한다.
그러나 학생들은 Newton의 법칙을 적용할 때 문제에 따라 어떻게 생각하는 것이 적절한지 어렵게 느낄 때가 많고, 가끔은 잘못된 개념을 이용하여 문제를 엉뚱하게 풀 수도 있다. 이 책의 저자는 Newton의 법칙이 나온 근거와, 이를 이용하여 어떻게 올바른 개념을 적용하는지, 그리고 잘못된 개념을 어떻게 고쳐야하는지 여러 예제를 통하여 자세하게 설명하고 있다. 이 책은 실제 강의시간에서 사용하는 교재로는 적절하지 않지만, 보충교재나 혹은 과학적인 사고방식을 배우고 싶은 독자는 천천히 읽어 보면 많은 도움을 얻게 될 것이다. 강의시간에 머리 속에 떠오르는 질문, 강의시간에 차마 질문하지 못할 어리석은 것 같은 문제를 잘 선택하여 학생의 입장에서 친절하게 설명하였다. 한편 물리학자가 물리학에 대해 설명할 때 나타나는 특이한 유머도 흥미있다.
이 책을 읽으면서 분석적으로 생각하는 마음, 논리적으로 문제를 이해하는 방법을 통해 과학적인 사고방식을 익히며, 과학에 대한 사랑이 싹트기를 기대한다.
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출판사 리뷰
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목차
목차
1장 Newton의 제3법칙: 힘은 상호작용이다 1
1.1 제3법칙 이용하기 2
1.2 힘을 분류하기 5
1.3 중요한 힘 10
1.4 힘의 크기 26
1.5 피해야 할 힘 29
1.6 연습문제 31
2장 자유물체그림: 힘을 나타내기 33
2.1 자유물체그림 만들기: 실패할 염려 없는 방법 33
2.2 요령 연습하기 38
2.3 미묘한 문제: 상자 안의 땅벌 42
2.4 연습문제 44
3장 Newton의 제1법칙: Newton의 제2법칙에 대한 사용허가 47
3.1 좌표계 48
3.2 시험 적용하기 50
3.3 비관성계 52
3.4 새로운 관성계 만들기 53
3.5 연습문제 56
4장 Newton의 제2법칙 소개 57
4.1 힘은 운동을 변화시킨다 57
4.2 중요한 것은 알짜힘이다 59
4.3 질량이 클수록 가속도는 작아진다 60
4.4 제2법칙의 다른 형태 62
5장 가속도가 0인 Newton의 제2법칙 65
5.1 수평면에 서있기 65
5.2 비탈에 서있기 68
5.3 일정하게 내려오는 엘리베이터 안에 서있기 69
5.4 수평면에서 자전거 타기 70
5.5 일정한 속도로 움직이는 썰매 79
5.6 팽팽함과 장력 85
5.7 압력과 호수의 깊이 98
5.8 연습문제 102
6장 변하는 운동 기술하기: 가속도 109
6.1 속도 110
6.2 가속도의 정의 116
6.3 등속원운동 122
6.4 등속타원운동 130
6.5 속력이 변하는 원운동 132
6.6 일반적인 가속도: 요약 136
6.7 연습문제 138
7장 변화하는 운동에 대한 Newton의 제2법칙 141
7.1 가속도를 Newton의 제2법칙에 복귀시키기 141
7.2 합성물체 171
7.3 이차원 운동 174
7.4 무게 184
7.5 연습문제 199
8장 그 이후 207
8.1 비관성좌표계 207
8.2 토크와 회전 215
8.3 Newton의 법칙 넘어서기 222
8.4 좋은 여행을! 228
8.5 연습문제 229
참고문헌 231
찾아보기 233
1.1 제3법칙 이용하기 2
1.2 힘을 분류하기 5
1.3 중요한 힘 10
1.4 힘의 크기 26
1.5 피해야 할 힘 29
1.6 연습문제 31
2장 자유물체그림: 힘을 나타내기 33
2.1 자유물체그림 만들기: 실패할 염려 없는 방법 33
2.2 요령 연습하기 38
2.3 미묘한 문제: 상자 안의 땅벌 42
2.4 연습문제 44
3장 Newton의 제1법칙: Newton의 제2법칙에 대한 사용허가 47
3.1 좌표계 48
3.2 시험 적용하기 50
3.3 비관성계 52
3.4 새로운 관성계 만들기 53
3.5 연습문제 56
4장 Newton의 제2법칙 소개 57
4.1 힘은 운동을 변화시킨다 57
4.2 중요한 것은 알짜힘이다 59
4.3 질량이 클수록 가속도는 작아진다 60
4.4 제2법칙의 다른 형태 62
5장 가속도가 0인 Newton의 제2법칙 65
5.1 수평면에 서있기 65
5.2 비탈에 서있기 68
5.3 일정하게 내려오는 엘리베이터 안에 서있기 69
5.4 수평면에서 자전거 타기 70
5.5 일정한 속도로 움직이는 썰매 79
5.6 팽팽함과 장력 85
5.7 압력과 호수의 깊이 98
5.8 연습문제 102
6장 변하는 운동 기술하기: 가속도 109
6.1 속도 110
6.2 가속도의 정의 116
6.3 등속원운동 122
6.4 등속타원운동 130
6.5 속력이 변하는 원운동 132
6.6 일반적인 가속도: 요약 136
6.7 연습문제 138
7장 변화하는 운동에 대한 Newton의 제2법칙 141
7.1 가속도를 Newton의 제2법칙에 복귀시키기 141
7.2 합성물체 171
7.3 이차원 운동 174
7.4 무게 184
7.5 연습문제 199
8장 그 이후 207
8.1 비관성좌표계 207
8.2 토크와 회전 215
8.3 Newton의 법칙 넘어서기 222
8.4 좋은 여행을! 228
8.5 연습문제 229
참고문헌 231
찾아보기 233
저자
저자
Sanjoy Mahajan
Massachusettes Institute of Technology의 수학과의 연구교수이며 Jameel World Education Lab의 J-WEL의 연구원이다. University of Oxford에서수학을 공부하고, California Institute of Technology에서 물리학을 공부한 후 African Institute for Mathematical Sciences, University of Cambridge를 포함하여 여러 나라에서 물리학, 수학과 공학을 가르쳤다. 그는 The Art of Insight in Science and Engineering(MIT Press)와 Street-Fighting Mathematics(MIT Press)의 저자이기도 하다.
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