Q. 피직스님 물리학2 공부 어떻게 해야 하나요?
A. 중요한 것은 효율입니다. 무식한 사람은 공부 평생 해도 점수가 오르지 않잖아요? 딱 필요한 만큼만 합니다.
원래 물리학은 능력주의에요. 그래서 물리학은 지능 차이가 당연하다고 생각해요. 하지만 내가 얼마나 위대한 사람을 따라갈 수 있나 그런 게 중요하다고 생각해요. 그러니까 본인 지능에 맞도록 하는 게 중요해요.
Q. 피직스님은 물2 수능 몇 분 안에 푸셨나요?
A. 13분에 다 풀고 다 맞았어요. 제 방법을 따라만 해도 지능 차이 고려하고도 15분이면 다 풀 수 있을 난이도였어요. 제 방법을 따라하지 않아도 머리만 좋으면 그 정도는 가능하고요.
오늘의 Chapter
자기장 문제는 가자기장 문제로 바꿔서 푼다. (Transforming magnetic field to pseudo-magnetic field)
가자기장(pseudo-magnetic field, 假磁氣場)이란 무엇인가?
종이면에 수직으로 박힌 두 도선이 있다. 전류의 방향은 종이면에 수직으로 나오는 방향이 양(+)이고 수직으로 들어가는 방향이 음(-)이다.
그래서 (+)의 전류가 흐르는 도선은 나가는 가자기장을, (-)의 전류가 흐르는 도선은 들어오는 가자기장을 만든다.
가자기장의 크기는 전류/거리 이다. 한 점에서 자기장은 이것들을 더한 것이다.
사실 빨간색 벡터 가자기장은 자기장이 아니다
진짜 자기장은 빨간색 벡터를 양(+)의 방향(시계 반대 방향)으로 90도 돌린 것이다. 성분은 가자기장(a, b)가 자기장(-b, a)가 된다.
가자기장과 진짜 자기장의 길이는 같다. 방향만 90도 차이난다.
종이면에 수직으로 튀어나오는 방향은 양(+)인데 이것은 임의로 정하는 것이 아니고 국제룰이다.
그리고 시계 반대 방향이 양(+)인데 이것 역시 국제룰이다. 그러므로 맘대로 바꾸지 마라.
그리고 가자기장은 한 평면에서의 자기장만 취급해라. 아래 문제는 조심해서 봐야한다.
이제 문제를 풀어보자
문자생략 스킬로 길이 d=1 전류세기 I0=1이다 이것은
https://gall.dcinside.com/m/physics2/253186
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을 참고하라
다시 생각해보니 I0=2가 문제 풀 때 더 낫다 생략을 수정한다
B, C에 의한 자기장은 xy평면에 있고 A에 의한 자기장은 xy평면에 수직이므로 A와 B+C의 자기장은 수직이다.
그래서 자기장 합은 피타고라스대로 A의 길이제곱과 B+C의 길이제곱을 더하고 루트씌워서 구한다.
A에 의한 자기장은 P에서가 O에서보다 쎄다 근데 여기에 B+C를 더하니까 세기가 같아졌다
즉 B+C에 의한 자기장은 P에서가 O에서보다 약하다.
이제 B+C에 대해서만 가자기장으로 자기장의 길이를 구해보자 (A는 다른 평면에서 노므로 포함시키면 안된다!)
B와 C의 전류의 방향은 다른 상황에서만 P에서가 O에서보다 약해 그래서 ㄱ 맞어
자기장 세기 O=P니까 P와 Q의 세기 비교는 O와 Q의 세기비교임
근데 O와 Q서 A에 의한 것은 같으니까 B+C의 길이만 비교하면 됨
O에서 B+C의 길이는 6이고, Q에서 B+C의 길이는 2-4/3으로 6보다 작네
그래서 A+B+C의 세기는 O에서가 Q에서보다 쎔 ㄴ이 맞어
B+C의 길이는 O에서 6, P에서 √10 이다. 그러므로 O, P에서 자기장세기가 같으려면
6제곱+(I_A/2)제곱=10+I_A제곱
36+IA제곱/4=10+IA제곱
(I_A)제곱 = 104/3=34.??? (I0=2)
3I0=6이니까 36보다 작은지 확인해보니 작네 I_A<3I_0 ㄷ맞네
답 5번임
다음 문제
전류를 P에서 +1이라고 하니까 Q에서는 전류의 세기를 2 임
자기장의 y성분은 가자기장의 x성분이야 이게 0<y<d에서는 음수고 y>d에서 양수네
그럼...
위처럼 R의 위치 y가 커질수록 보라색 벡터가 작아져서 전체적인 x성분이 양수가 돼
즉 Q는 양전류야 P도 양전류니까 ㄱ틀려
y=d일때 가자기장의 x성분이 0이 되려면 R에 의한 가자기장의 x성분이 -1.5여야해
y=d일때 거리가 √2이고 R의 전류가 I라고 할때 a에서 가자기장의 x성분은 -I/2이야 -I/2=-1.5, I=+3이네 ㄴ일때
y=d일때 a에서 가자기장 세기는 1.5이고 O에서 가자기장은 (0, -3)이니까 세기가 3이네 2배 맞아 ㄷ맞네
답 4번
p에서 A+B 자기장 방향이 -y방향이면 가자기장 방향은 거꾸로 시계방향 돌려서 -x방향임
C가 커지면 가자기장 세기가 작아졌다 0이되었다가 다시 커짐
A는 음전류 B는 양전류, C는 음전류
A는 음전류니까 xy평면 수직으로 들가방향 ㄱ맞네
자기장 0되려면 위 그림처럼 Ic가 1되어야함 ㄴ 틀려
B0=1이고 O에서 A, B에 의한 가자기장은 (-2, 0)으로 세기 2=2B0니까 ㄷ맞네
답 3번
A, B에 흐르는 전류세기 같아 p에서 A에 의한 가자기장을 (2, -1)이라 하면
(가)의 p에서 가자기장 세기는 |(2, -1) + (2, +1)| = |(4, 0)| = 4
(나)의 p에서 가자기장 세기는 |(2, -1) + (-2, -1) |=| (0, -2)| = 2
답 1번
A+B의 자기장 세기제곱과 B_0의 제곱이 전체 자기장 세기임
A와 B의 전류를 각각 양전류 음전류라고 하셈 방향 상관없어
세기는 2라 하셈 편해
O에서 자기장 세기 제곱은 16+B제곱=2B제곱 B=4
P에서 자기장 세기 제곱은 4+B제곱=20=(5/4)B제곱 즉 세기는 (√5/2)B
답 1번
가자기장 세기의 최대 최소를 구하면됨
답 2번
p에서 가자기장은 0이 되도록 벡터를 더하면
O에서 가자기장은
세기는 |(-2/3,-2/√3)|=4/3=(4/3)B0
답 1번
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