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실전풀이&예상문제/[물리학개론 실전풀이]24

【물리학개론】삼각함수의 성질을 이용한 빠른 문제풀이 오늘은 자잘한 팁으로 삼각함수의 성질을 이용하여 문제를 비교적 간단히 푸는 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다. 물리학개론에서 사인, 코사인 등 삼각함수가 등장하는 부분이 어디 있을까요? 대표적으로 역학에서 수평, 수직축의 힘의 성분을 나눌 때, 파동의 변위와 속력를 나타낼 때, 굴절 시 입사각이나 굴절각을 나타낼 때 등이 있겠습니다. 이 외에도 삼각함수는 여러 파트에서 응용하여 출제할 수 있기 때문에 오늘 풀이법을 알고 나면 도움이 될 것입니다. 그렇다면 각 분야별로 문제를 통해 어떻게 응용할 수 있는 지 알아보도록 하겠습니다. 1) 파동의 변위/속력/(가속도) 파동 식에서 x=Asin(wt), v=Awcos(wt), a=-Aw²sin(wt)로 표현되는 것을 본 적 있을 것입니다. 이 식들에서 등장하는 .. 2022. 1. 14.
【물리학개론】미분방정식이 나오는 문제 풀이법 미분방정식 내용은 원래 나오지 않았기 때문에 따로 다루지 않으려고 했었는데.. 이번 2021 지방직 7급 시험에서 출제가 되어서 이렇게 글을 쓰게 되었습니다. 또한 예전 변리사와 기술고시에서 비슷한 내용이 출제되기도 했구요. 사실 미분방정식이라고 하기엔 미분, 적분의 방법만 알고 있으면 바로 풀 수 있을 정도로 간단하기 때문에 새로 배워야하거나 그럴 필요는 없습니다. 하지만 그 식을 세우는 것이 처음엔 꽤나 어렵게 느껴질 수 있습니다. 오늘은 어떤 상황에서 미분방정식을 풀어야 하는지, 어떻게 식을 세우고 답을 도출해 내는지 기출 문제들을 통해 알아보도록 하겠습니다. 이 문제는 미분방정식을 푸는 문제는 아니지만 미분에서 변수에 대한 이해를 위해 가져와 보았습니다. 위 문제에서 가속도를 구하기 위해서는 어떻.. 2022. 1. 13.
【물리학개론】특수상대성이론 문제의 접근+고난도 풀이 오늘은 물리학개론 진도 상 마지막 내용인 특수상대성이론 문제들에 대해 다뤄보겠습니다. 특수상대성이론은 그 난해성에 비해서는 상당히 쉽게 출제되는 편입니다. 대부분의 문제들은 'γ(감마)값'에 대해 잘 알고 있으면 단번에 풀 수 있습니다! 여기서 γ는 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 위 식에서 v는 물체의 속력, c는 광속을 의미합니다. 계산하기 까다로워 보이지만 사실 출제되는 내용 중에서는 계산할 필요가 많지 않습니다. 물체의 속력이 0.6c일 때 γ=5/4(=1.25)이고 0.8c일 때 γ=5/3(=1.666...)인 것만 알고 있으면 기출의 대부분 문제들은 다 풀 수 있습니다. 이러한 상황에서 상대적으로 운동하고 있는 물체의 길이가 수축, 시간이 지연, 질량이 팽창하는 것으로 관측되고, 감마값에 해당하.. 2022. 1. 11.
【물리학개론】상대론적 에너지 문제의 접근법 상대론적 에너지 문제들에 대해 들어보셨나요? 기술직 물리학개론 문제에서 심심찮게 출제되는 문제입니다. 이 내용같은 경우는 고등학교 물리나 대학 물리학에서도 잘 다루지 않기 때문에 꽤나 생소한 개념일 수 있어서 저도 공부할 때 애먹었던 부분이기도 합니다. 그러나 기본적인 원리만 이해한다면 그리 어렵지 않은 내용입니다. 다만 계산 과정이나 용어들을 조금 유의해서 보아야 합니다. 기본 공식부터 살펴보겠습니다! 먼저 첫 번째 식부터 설명하겠습니다. 좌변은 입자의 전체 에너지에 해당하며, 이는 물체의 운동 에너지와 정지 에너지의 합과 같습니다. 정지 에너지란 물질이 정지 상태일 때 고유하게 가진 에너지를 의미합니다. 이 개념이 생소하실 수 있는데, 일단 무엇인지만 알고 있으면 됩니다. 또한 오른쪽의 식에 등장하는.. 2022. 1. 10.
【물리학개론】현대물리 문제 접근법 with 공식 총정리 이제 물리학개론 거의 끝이 보이는 것 같네요! 현대물리 파트까지 왔습니다. 기출을 풀어보셨다면 아시겠지만 현대물리 파트는 그리 어렵게 출제하지는 않습니다. 다만 생소한 용어와 개념들이 많기 때문에 정리가 필요한데요, 오늘은 이들 현대물리 문제들을 어떤 공식들을 가지고 어떻게 접근할 지에 대해 알아보겠습니다. 1) 드브로이의 물질파 이론과 공식 드브로이의 물질파 이론은 물질 역시 파동의 성질을 가지며, 위 그림과 같은 파동의 형태를 하고 있다는 것입니다. 사실 문제를 푸는 데 자세한 내용을 깊게 파고들 필요는 없지만, 다음 공식은 꼭 기억해두셔야 합니다. 문제에서 전자, 중성자 등 입자들과 그들의 파장, 에너지 등에 대해 묻는다면 지체없이 위 공식을 떠올릴 수 있어야 합니다. p는 운동량, h는 플랑크 상.. 2022. 1. 9.
【물리학개론】광전효과 계산문제 꿀팁(feat.자료해석) 이번에는 광전효과에 대한 문제들로 넘어가보겠습니다. 광전 효과란, 금속 판에 일정 진동수 이상의 빛을 비추면 금속판의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상으로, 광전효과는 다음 식으로 나타낼 수 있습니다. E는 방출되는 전자의 운동에너지, h는 플랑크 상수, f는 빛의 진동수, W는 일함수(금속종류에 따라 달라짐)입니다. E는 (1/2)mv²로 나타낼 수 있고 f는 c/λ(=광속/빛의 파장)로 나타낼 수 있습니다. 이것만 알면 모든 광전효과 문제를 풀 수 있습니다. 다음 문제를 보겠습니다. 위 식을 v에 대해 정리하면 으로 답은 3번이 나옵니다. 광전 효과 문제의 경우 식에 수를 대입하여 푸는 문제들이 많은데, 상당수의 경우 간단한 식으로 계산할 수 있습니다. 그런데 조금 복잡한 계산이 필요한 경우들이 있는데.. 2022. 1. 8.
【물리학개론】빛의 회절, 간섭무늬 문제 한번에 정리! 이번에는 빛의 회절과 간섭무늬에 관한 문제들을 다루어 보겠습니다. 이 문제들은 계산 과정은 굉장히 단순하지만, 그 원리가 약간 어려울 수 있고 비슷한 내용들이 많아 헷갈리기도 합니다. 오늘은 그 내용들을 한데 모아 정리하여 헷갈리지 않도록 해봅시다. 우선 기본적인 식은 다음과 같습니다. Δ은 빛의 경로차를 의미합니다. 즉 위 식은 빛의 경로차가 반파장의 짝수배 또는 홀수배가 된다는 것을 나타냅니다. 문제 상황에 따라 Δ에 어떤 식이 들어가게 될지, 또 반파장의 짝수배가 될지 홀수배가 될지 정해집니다. 그 분류 기준을 알아보겠습니다. i. 짝수배일 때 보강간섭, 홀수배일 때 상쇄간섭인 경우 1) 이중슬릿과 회절격자(=다중슬릿) 가장 흔하게 나오는 유형입니다. 여기서 d는 두 슬릿 사이의 거리, L은 스크린.. 2022. 1. 7.
【물리학개론】기하광학(거울·렌즈) 문제 풀이 오늘은 기하광학 문제에 대해 알아보겠습니다. 기하광학 문제의 경우 직관적으로 머릿속에서 떠오르지 않기 때문에 공식을 이용해서 많이 해결하는데요, 기하광학에 필수적인 식 '렌즈 방정식'은 다음과 같습니다.(단, a=물체의 거리, b=상의 거리, f=초점거리. 빛이 왼쪽에서 오른쪽으로 향할 때 기준) 하지만 위 식은 역수 꼴로 되어있어 계산하는 데 비교적 오래 걸리므로 다음과 같은 변형 식을 사용할 것입니다. 또한 문제에서는 배율을 묻는 경우도 많습니다. m=-b/a의 관계를 이용하면 배율을 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 또한 다음 관계식들도 알고 있어야 합니다. 볼록렌즈, 오목거울 : 실초점(f>0) 볼록거울, 오목렌즈 : 허초점(f0일 때 실물체, a0일 때 실상, b0 정립상, m0일 때, 즉 볼록.. 2022. 1. 4.
【물리학개론】굴절과 전반사 간단 풀이법 오늘은 광학에서 굴절과 전반사 문제들에 대해 다루어 보겠습니다. 최근에는 어렵게 출제되고는 있지 않은 유형이나 과거에 몇 번 출제되었고, 풀 때 꽤나 시간을 잡아먹을 수도 있는 유형이기에 한번 보려고 합니다. 우선 문제 유형을 분석하면, 대부분 임계 상황일때의 굴절률, 입사각 등을 물어보는 경우가 많습니다. 이 때 임계 상황이란 어떤 조건을 만족하기 위해 물리량이 최대 또는 최소인 상태를 말합니다. 따라서 이러한 문제 유형에서는 문제를 잘 읽고 어떤 것을 구해야 하는지를 잘 판단할 수 있어야 합니다. 먼저 문제를 풀기 위한 기본 식부터 알아보겠습니다. 굴절 문제를 풀게되면 보통 위의 스넬의 법칙 식으로 풀게 됩니다. 하지만 위 식은 분모, 분자 관계가 헷갈릴 수 있으므로 식을 보다 빠르게 세우고 풀기 위.. 2022. 1. 2.

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