주차

주차명

(주제)

주차별 학습 목표

차시

차시명

학습내용

1

강좌 소개

강좌 소개 및 안내 등 전반적인 개요와 오리엔테이션

1-1.

강좌 개요와 목표

강좌의 진행 방법과 전반적인 개요을 학습한다.

1-2.

측정(Measurement)/길이

측정을 위한 표준에 대해 학습하고 공학에서도 많이 쓰이는7가지 기본 물리량을 이해한다.

1-3.

시간(Time)과 질량(Mass)

측정을 위한 표준에 대해 학습하고 시간/질량 기본 물리량을 이해한다.

2

단위와 직선 운동

물리량의 7가지 기초 단위를 이해하고 공학에서도 많이 쓰이는 접두어를 이용하여 과학적 표현을 간단히 하는 방법을 설명할 수 있다.

2-1.

국제단위계와 단위 환산

단위를 전환인자를 사용하여 변환하는 방법과 접두어를 이용하여 물리량의 과학적 표현을 간단히 하는 방법을 이해한다.

2-2.

위치/변위(Displacement)

측정값에 부여하는 단위에 대하여 학습하고, 공학에 쓰이는 단위 종류와 이유를 이해한다.

2-3.

순간 속도/속력, 가속도

속도 물리량의 미분과의 관계와 양/음의 가속도의 물리적 의미를 이해한다.

3

등가속도와 벡터

물체의 직선 운동을 학습하고, 물리 수식의 검증을 위하여 이용되는 차원 분석에 대해 설명할 수 있다.

3-1.

등가속도 운동과 차원 분석

가속도의 정의를 학습하고, 물리 수식의 검증을 위한 차원 분석에 대해 이해한다.

3-2.

벡터(Vectors), 스칼라(Scalars)

벡터/스칼라 물리량들을 비교 설명하고 벡터 물리량의 과학적 표현에 대해 이해한다.

3-3.

벡터 성분

벡터의 성분들을 구하고 표기하는 방법을 학습한다.

4

벡터 및 스칼라

벡터와 스칼라를 구별하고 공학적 표시 방법을 이용하여 3차원 좌표계에서 내적과 외적에 대하여 설명할 수 있다.

4-1.

단위 벡터 계산

좌표계와 단위 벡터의 공학에서의 중요성과 단위벡터의 정의와 임의의 벡터의 단위 벡터를 구하고 표현하는 방법을 이해한다.

4-2.

벡터 연산

벡터 물리량의 이공학적 표시 방법을 이해하고 성분으로 벡터 더하기 방법과 벡터의 분해와 연산 방법을 학습한다.

4-3.

벡터곱

3차원 좌표계에서 스칼라곱(내적)과 벡터곱(외적)에 대하여 학습한다.

5

2차원/3차원 운동

2차원/3차원 공간에서 발사체 운동, 등속 원운동 등의 물리 현상들에 대한 벡터 개념의 적용에 익숙해진다.

5-1.

위치/변위/속도/가속도

2차원/3차원 공간에서 변위와 거리의 표시 방법을 이해하고 속도/가속도의 미분과의 관계을 학습한다.

5-2.

포물체 운동

벡터의 성분 분해 방법을 이용하여 포물체 운동에 대해 학습한다.

5-3.

등속 원운동

벡터의 성분 분해 방법을 이용하여 등속 원운동에 대해 이해한다.

6

힘과 운동

2차원/3차원 공간에서 발사체 운동, 등속 원운동 등의 물리 현상들에 대한 벡터 개념의 적용에 익숙해진다.

6-1.

Newton의 제1법칙

벡터 물리량인 힘에 대하여 학습하고 중첩 원리를 선형성 관점에서 이해한다.

6-2.

Newton의 제2법칙

Newton의 제2법칙에 대하여 벡터 개념을 적용하여 학습하고 자유물체도형과 알짜힘에 대해 살펴본다.

6-3.

Newton의 제3법칙

제3법칙의 짝힘에 대해 이해하고 힘의 대표적인 예인 중력/무게/수직력에 대해 학습한다.

7

운동과 주기성

벡터 물리량인 힘에 대하여 학습하고, 공학에서 사용되는 선형성의 관점에서 힘관련 물리 현상들을 파악한다.

7-1.

힘의 예제 (마찰력/장력)

힘의 대표적인 예제인 마찰력/장력에 대해 학습한다.

7-2.

진동과 주파수

주기운동과 단순조화운동에 대해 살펴보고 등속 원운동과의 관계를 이해한다.

7-3.

Doppler 효과

음파뿐만 아니라 초단파, 단파, 가시광선 등의 전자기파에 적용될 수 있는

상대운동과 관련된 관측되는 파동의 주파수의 변화에 대한 Doppler 효과를 살펴보고 학습한다.

8

중간고사

9

운동량/충격량/회전

선운동량과 충격량의 관계를 살펴보고, 최근 공학에서 중요한 의미를 갖는 토크에 대하여 설명할 수 있다.

9-1.

운동량/충격량

선운동량의 정의를 학습하고 충격량과의 관계를 이해한다.

9-2.

회전(Rotation)

고정축 주위로 회전하는 강체에 대한 회전 운동 에너지와 회전관성에 대하여 살펴본다.

9-3.

각운동량/토크

벡터 물리량인 각운동량의 정의와 의미를 살펴보고 회전운동에 따른 토크에 대하여 학습한다.

10

운동에너지와 일

변하는 힘에 의한 일을 구하는 방법을 미적분학의 관점에서 이해하고 이공학적인 관점에서 분석하여 설명할 수 있다.

10-1.

일(Work)

운동에너지와 일과의 관계에 대해 이해한다.

10-2.

변하는 힘이 한 일

변하는 힘에 의한 일을 구하는 방법을 미적분학의 관점에서 이해하고 공학적 의미를 살펴본다.

10-3.

힘이 한 일

2차원/3차원 또는 용수철 힘이 한 일을 구하는 방법을 이공학적인 관점에서 분석한다.

11

일과 일률

변하는 힘이 한 일을 분석하고 일률에 대해 설명할 수 있다.

11-1.

중력이 한 일

중력이 한 일을 살펴보고 분석한다.

11-2.

일과 일률

일률의 정의와 단위관련 학습한다.

11-3.

회전 강체에 대한 일-운동에너지 정리

회전 강체에 대한 일-운동에너지 정리와 일률 그리고 원판의 회전을 생각하여 Newton의 제2법칙을 각도에 대한 형태로 사용하는 방법관련 학습한다.

12

일과 포텐셜에너지

보존력에 대해 학습하고 포텐셜에너지를 분석하고 설명할 수 있다.

12-1.

경로와 무관한 보존력

보존력에 대해 학습하고 비보존력과의 차이점과 특징을 이해한다.

12-2.

퍼텐셜 에너지

포텐셜에너지와 일과의 관계에 대해 이해한다.

12-3.

역학 에너지 보존 원리

운동에너지와 포텐셜에너지에 의한 역학에너지 보존에 대해 이해한다.

13

에너지 보존

계의 총에너지는 계에 또는 계로부터 전달되는 에너지의 양만큼 변할 수 있음을 수식으로 표현하고 물리적 의미와 공학적 활용에 대하여 설명할 수 있다.

13-1.

외력이 계에 한 일

외력이 계에 한 일에 대해 살펴보고 분석한다.

13-2.

에너지 보존 법칙

계의 전달 에너지에 의한 총에너지의 변화 양을 수식으로 표현하고 물리적 의미와 공학적 활용에 대해 이해한다.

13-3.

일률(Power)

보다 일반적으로 평균 일률과 순간 일률의 정의와 단위관련 학습한다.

14

빛과 전하의 양자화

전하와 빛의 물리적 의미와 현상을 살펴보고 공학적 활용에 대하여 설명할 수 있다.

14-1.

빛의 반사/굴절/회절/간섭

빛의 파동이론으로 설명되는 반사/굴절/회절/간섭에 대해 살펴보고 Snell의 법칙에 대해 학습한다.

14-2.

전하

전하의 종류와 알짜 전하에 의한 대전에 대해 이해한다.

14-3.

빛/전하의 양자화

기본전하를 사용하여 양자화된 전하를 표시하는 방법에 대해 이해한다.

광자의 기본량에 의한 빛의 양자화에 대해 이해한다.

15

기말고사