1. 입자의 관성 모멘트
회전하는 입자를 살펴보겠습니다. 질량 m인 입자에 힘 F가 작용하여 입자가 축 O를 중심으로 회전합니다. 입자는 회전축으로부터 r만큼 떨어져 있습니다. 처음에는 입자가 정지해 있습니다(v = 0). 힘 F에 의해 움직이기 시작하면 입자는 일정한 속도로 움직이며 접선 가속도를 갖습니다. 힘(F), 질량(m), 그리고 입자의 접선 가속도 사이의 관계는 식 3으로 표현됩니다.
구루무다 네트워크
구리와 같은 도체에는 금속 밖으로 빠져나가지 않고 빠른 속도로 자유롭게 움직이는 전자가 있습니다. 이렇게 자유롭게 움직일 수 있는 전자를 자유 전자라고 합니다. 전자는 모든 방향으로 자유롭게 움직이지만, 특정 방향으로의 완전한 흐름은 없습니다. 이러한 현상은 구리선의 양 끝 사이에 전위차가 없을 때 발생합니다.
구리선이 전원에 연결되면 구리선 양 끝 사이에 전위차가 발생하여 구리선 내부에 전기장이 생깁니다. 전기장이 존재하면 자유 전자는 전기력 F = qE = eE를 받게 되는데, 여기서 F는 전기력 , e는 전자 전하, E는 전기장 입니다 . 이 전기력은 자유롭게 움직이는 모든 전자를 전기력의 방향과 같은 방향으로 함께 가속시킵니다.
커패시터는 전기 전하와 전기적 위치 에너지를 저장하는 장치입니다. 간단한 커패시터는 서로 가까이 놓여 있지만 접촉하지 않고 절연체 또는 진공으로 분리된 두 개의 도체 판 또는 시트로 구성됩니다. 도체는 금속처럼 전류를 전도할 수 있는 물질이고, 절연체는 플라스틱처럼 전류를 전도할 수 없는 물질입니다.
처음에 두 도체는 전기적으로 대전되지 않았거나 중성입니다. 한 도체가 양전하를 띠고 다른 도체가 음전하를 띠려면 전자가 한 도체에서 다른 도체로 이동해야 합니다. 전자는 원자 표면에 있기 때문에 쉽게 이동할 수 있습니다. 전자가 한 도체에서 다른 도체로 이동한 후에는 한 도체에 전자가 과잉 (양성자가 부족) 상태가 됩니다.
한쪽 도체는 전자가 부족하여(양성자가 과잉되어) 음전하를 띠게 되고, 다른 쪽 도체는 전자가 부족하여(양성자가 과잉되어) 양전하를 띠게 됩니다. 커패시터에 전하가 충전되는 과정에 대한 자세한 설명은 커패시터에 전기 에너지를 저장하는 주제에서 다룹니다.
전기 퍼텐셜은 단위 전하당 전기 퍼텐셜 에너지 로 정의됩니다 . 전하 q가 점 a에 있을 때 전기 퍼텐셜 에너지를 EP a 라고 가정하면 , 점 a에서의 전기 퍼텐셜은 다음과 같이 표현됩니다.
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V = 전위, EP = 위치 에너지, q = 전하량
V는 점 a뿐만 아니라 전기장 내의 모든 지점에서 존재합니다. 점 a는 예시로 사용되었습니다. 나중에 설명하겠지만, V는 전하량 q에 의존하지 않습니다.
쿨롱 법칙 과 관련하여 전하 사이의 힘에 대해 연구해 왔습니다. 전기장에 대한 검토에서 쿨롱 법칙의 또 다른 형태인 F = q E라는 방정식으로 표현되는 내용이 논의되었습니다.
여기서 F는 전기력, q는 전하량, E는 전기장입니다. 쿨롱 법칙은 전하량(q)과 전기장(E) 사이의 관계를 설명하는 물리 법칙이라고 할 수 있습니다.
가우스의 법칙은 전하와 전기장 사이의 관계를 설명하는 또 다른 물리 법칙입니다. 가우스의 법칙은 독일의 이론 물리학자이자 수학자인 카를 프리드리히 가우스 (1777-1855)에 의해 정립되었습니다.
전기장에 관해서는, 전하 하나, 여러 개의 전하 또는 전하 분포에 의해 생성되는 전기장의 세기를 계산하는 데 사용할 수 있는 전기장 의 정의와 방정식에 대해 논의했습니다 . 전하 하나 또는 두 개의 전하에 의해 생성되는 전기장의 세기는 전기장 세기 공식을 사용하여 쉽게 계산할 수 있습니다. 하지만 전하 분포에 의해 생성되는 전기장의 세기를 계산하는 경우에는 전기장 세기 공식을 사용하면 계산이 더 복잡해지지만, 가우스 법칙을 사용하면 더 간단합니다 . 가우스 법칙을 심도 있게 공부하기 전에, 가우스 법칙에서 사용되는 전기 선속의 개념을 먼저 이해해야 합니다.