고전역학

소개

고전역학에 대해 갈릴레이, 데카르트, 뉴튼을 시대별 상황에 따라 설명

낙하에 관한 위의 두 가지 법칙을 얻어낸 것만으로도 갈릴레오는 역학에 큰 기여를 한 셈이다. 그러나 그의 더 근본적인 기여들은 코페르니쿠스의 우주구조를 받아들이면서 그가 접하게 된 역학적 문제들에 의해 그의 역학이 새로운 방향으로 나가게 된 이후에 나왔다. 이 문제들 중 가장 중요했던 것은 왜 높은 탑에서 떨어뜨린 공이 그 사이에 지구가 움직이는데도 뒤로 처지지 않고 바로 탑의 아래에 떨어지는가 하는 것이었다. 이에 대한 갈릴레오의 설명은 지상의 모든 물체는 그 자체가 지구의 원운동을 그대로 지니기 때문에 떨어지면서 한편으로는 지구의 원운동을 쫓는다는 것이었다. 물론 떨어지면서 수직 방향의 속도는 증가하겠지만 수평 방향의 속도는 지구의 원운동의 속도와 똑같이 유지될 것이라는 것이다. 그리고 그는 여기서 더 나아가서 만약에 지구의 운동에 의한 속도 외에 공이 처음부터 수평방향의 속도를 지니고 있으면 공은 그 속도를 계속 유지하면서 지구의 원운동보다 앞서서 지구의 주위를 회전하게 될 것이라는 생각을 했다. 따라서 만약 마찰이 없는 수평면에서 공을 굴리면 공은 같은 속도로 계속해서 굴러갈 것이다. 그 이유는 갈릴레오에 의하면 수평면은 그 위의 어느 점이나 지구의 중심으로부터 거리가 같은 면이기 때문이었다.

목차

1. 갈릴레이
(1) 역학의 혁명
(2) 갈릴레오의 초기 역학
(3) 갈릴레오 역학의 변화
(4) 갈릴레오 역학의 공헌: 관성의 개념, 운동의 상대성, 운동의 복합법칙
(5)이상화된 조건과 플라톤적 경향
(6)아르키메데스의 영향
(7)갈릴레오 역학의 한계

2.데카르트
(1)데카르트의 운동 법칙: 관성과 충돌
(2)원운동의 문제
(3)17세기 역학의 한계

3.뉴튼의 ‘프린키피아’와 고전역학의 완성

본문내용

1. 갈릴레이

(1) 역학의 혁명

코페르니쿠스에 의해 야기된 천문학 혁명은 역학의 혁명으로 이어졌다. 과학혁명기에 역학의 혁명은 갈릴레오에 의해 본격적으로 시작되었다. 갈릴레오는 1564년 피사에서 음악가인 빈센초 갈릴레이(Vincenzo Galilei)의 아들로 태어났다. 갈릴레오는 자신의 출생지인 피사 대학에서 1588년부터 1592년까지 강의를 했는데, 이 시기에 그가 가졌던 역학에 대한 생각을 알 수 있는 『운동에 대해서』(De Motu)라는 습작 노트를 저술했다. 1592년 그는 당시 실험적 방법과 새로운 과학의 근거지였으며, 해부학, 생리학 등이 크게 발전되어 있던 파도바 대학으로 옮겨갔다. 이곳에서 1610년까지 수학 및 천문학 교수로서 이 과목들을 강의하면서, 그는 한편으로 대학의 외부에서 실제 일에 종사하는 사람들을 대상으로 건축, 기계, 역학 등의 강의도 하게 되었다. 이 과정에서 역학의 혁명의 결정판인 『두 가지 새로운 과학에 관한 논술』(Discorsi e dimostrazioni mathematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla meccanica)의 기초 내용이 되는 역학적 업적을 얻어내었다. 파도바 시기의 말에 갈릴레오는 망원경으로 하늘을 관측하게 되었고, 이때부터는 그의 관심은 거의 전적으로 코페르니쿠스 우주구조의 옹호에 쏠렸다. 그러다가 1632년에 교황청당국으로부터 유죄판결을 받은 뒤에는 다시 역학의 연구에만 몰두해 그간의 업적을 정리해서 1638년에는 『두 가지 새로운 과학에 관한 논술』을 발표했던 것이다.

(2) 갈릴레오의 초기 역학

『운동에 대해서』에 나타난 갈릴레오 초기의 역학은 갈릴레오의 역학이 아리스토텔레스 역학의 문제에서 시작했음을 보여준다. 이곳에서 그는 임페투스 이론을 받아들였으며, 속도와 힘, 저항 사이의 관계에 관한 문제를 다루었다. 그러나 후자의 문제를 다루는 과정에서 그는 아르키메데스의 영향을 받아 낙하하는 물체의 속도 v는 저항을 받는 물체의 무게와 저항의 차이가 아니라 물체의 밀도 d와 저항을 가하는 매체의 밀도 dm와의 차이에 비례한다는 식 v ∝ ( d - dm ) 을 제시했다.

참고자료

· 없음