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교과과정 안내

역학

 

역학은 자연현상가운데 물체의 운동을 고대의 관념적 사고를 탈피하여, 측정을 통하여 관찰하고, 수학을 이용한 정량적 방법으로 정확히 기술 할 수 있음을 보인 Isaac Newton에 의하여 확립된 최초의 이론체계로 ‘물리학’가운데 가장 기본이 되는 학문입니다.

역학을 통하여 공부할 내용으로는 Newton에 의하여 확립된 물체의 위치와 시간사이의 관계, 속도, 가속도의 개념을 통한 힘과 운동사이의 관계를 이해하고, 구체적으로는 직선운동, 진동운동, 원운동, 강체의 회전운동 및 파동을 정량적으로 이해하는 것입니다. 특히 우주 내 모든 물체들 사이에 존재하는 만유인력이 중심력이라는 특성을 갖는 다는 것과 이 힘에 의한 행성의 Newton의 운동방정식의 풀이를 통하여 행성의 운동괘도가 실제로 관찰되고 있는 타원 (Kepler의 법칙)이 된다는 분석과정을 증명해 보는 경험을 하게 될 것입니다.

더 나아가 이와 같은 운동의 정량적 분석을 통하여 운동 상태의 크기를 나타내는 운동량, 각운동량 및 에너지개념을 이해 한 후 Newton의 힘에 대한 방정식으로 이해한 모든 종류의 운동에 관한 분석을 에너지개념으로 생각할 수 있으며, 이로부터 더 고급적 풀이방법인 Lagrangian 또는 Hamiltonian formulation을 학습하게 되며, 이 방법을 사용 하면 같은 문제를 보다 쉽게 해석할 수 있음을 이해 할 수 있을 것입니다. 이 방법들은 이른바 variational principle에서 얻어지는데 역학뿐만 아니라 장차 거의 모든 물리학영역에 적용될 수 있으며 특히 양자역학의 이론적 토대를 구축하는 중요한 개념이 됩니다.
역학과목을 이해하는데 있어 수학적으로는 Vector와 좌표변환에 관한 이해와 함께 미적분에 대한 기초지식은 필수이며, 간단한 미분방정식을 풀 수 있는 정도의 수리능력이 필요합니다. 강의는 수강자가 Vector, 좌표변환 및 미적분에 관하여는 어느 정도 기초실력이 갖추고 있다고 가정하여 진행 될 것이며, 미분방정식은 사전 지식이 없더라도 이해 할 수 있도록 진행 될 것 입니다.

역학의 대표적인 교재로는 다음의 4권의 교과서를 열거할 수 있으며 각 저서들의 장점은 다음과 같습니다.
1) Halliday, Resnick 및 Walker의 "Fundamentals of Physics (Wiley, 6ed. or 7ed.)" 가장 기초적인 교재로 1학년 일반물리학에서
   사용되고 있음.
2) Grant R, Fowles 의 "Analytical Mechanics (CBS College Publishing)" 간결한 전개와 많은 예제 문제를 갖고 있음.
3) Jerry B. Marion의 "Classical dynamics of particles and systems" 주워진 주제에 대하여 비교적 상세한 설명으로 집필되어
   있음.
4) R. Feynman의 "Lectures on Physics I (Addison-Wesley, 1965)" 최소의 수식으로 역학의 중요개념을 이해하도록 집필되어
   있음.

역학은 영어강의로 진행됩니다. 영어강의를 최대한 이해하려면 예습을 하는 것이 아주 효과적입니다.

 
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