이 기사에서는 내부 힘과 외부 힘이 무엇인지 설명합니다. 내부 힘과 외부 힘의 정의뿐만 아니라 두 유형의 힘에 대한 예도 찾을 수 있습니다. 마지막으로 외부 힘과 내부 힘의 차이를 확인할 수 있습니다.
내부 힘이란 무엇입니까?
내부 힘은 신체의 서로 다른 입자 또는 시스템의 일부가 서로에게 가하는 힘입니다. 즉, 시스템의 내부 힘은 해당 시스템 내에서 작용하는 힘입니다.
작용-반작용 원리라고도 불리는 뉴턴의 제3법칙에 따라 내부 힘은 쌍으로 동일하고 반대입니다. 따라서 일반적으로 시스템의 모든 내부 힘의 합은 0과 같습니다.
이러한 이유로 내부 힘은 일반적으로 자유물체 다이어그램에 표시되지 않습니다. 서로 상쇄되는 두 개의 힘이 표시되기 때문입니다.
일부 물리학 책에서는 내부 힘을 상호 힘이라고도 부르지만 이는 매우 드뭅니다.
외부 힘이란 무엇입니까?
외부 힘은 연구 대상 신체나 시스템에 다른 시스템이 가하는 힘입니다. 즉, 시스템의 외부 힘은 해당 시스템 외부에서 작용하는 힘입니다.
내부 힘과 유사하게, 서로 다른 두 시스템에 의해 적용되는 외부 힘은 크기는 동일하지만 방향은 반대입니다.
내부 힘과 달리 모든 외부 힘은 자유물체도에 표현되어야 합니다.
더욱이, 모든 외부 힘의 합이 0이면 신체나 시스템은 병진 평형 상태에 있습니다.
물리학에는 두 가지 유형의 외부 힘이 있습니다.
- 능동적인 외부 힘 : 신체나 시스템의 움직임을 촉진하는 힘. 예를 들어, 지구의 중력은 물체를 행성의 중심을 향해 끌어당기려고 합니다.
- 반작용 외부 힘 : 다른 힘에 반응하여 생성되는 힘. 예를 들어, 수직력은 중력에 대항하여 물체를 지면에 유지합니다.
내부 힘과 외부 힘의 예
내부 힘과 외부 힘의 정의를 살펴본 후에는 그 의미를 더 잘 이해하기 위해 두 유형의 힘의 예를 모두 살펴보겠습니다. 보다 정확하게는 우리가 연구 시스템을 고려하는 것에 따라 동일한 힘이 내부 또는 외부로 간주될 수 있는 실제 사례를 보게 될 것입니다.
물체를 들고 있는 사람의 예를 들면, 우리가 연구하려는 시스템에 따라 외부 힘과 내부 힘이 달라집니다.
사람과 물체가 이루는 계를 분석하자면, 외력은 사람의 무게(P 1 ), 물체의 무게(P 2 ), 물체가 가하는 수직력(N 1 )이다. . 이전의 두 세력에 맞서는 사람을 기반으로합니다. 이 경우 사람이 물체를 잡기 위해 가하는 힘은 동일한 시스템의 두 부분 사이의 상호 작용이므로 표현되어서는 안 되는 내부 힘입니다.
반면, 물체만을 시스템으로 선택하면 외부 힘은 물체의 무게에 해당하는 힘(P 2 )과 사람이 물체를 붙잡기 위해 가해야 하는 힘(N 2 )이 됩니다. 이 경우 사람은 시스템의 일부가 아니므로 물체에 가해지는 힘은 외부이므로 끌어당겨야 합니다.
내부 힘과 외부 힘의 차이
설명을 마무리하고 개념을 명확히하기 위해 아래에서는 내부 힘과 외부 힘의 차이점을 강조하겠습니다.
내부 힘과 외부 힘의 차이는 학습 시스템에 포함되는지 여부입니다. 내부 힘은 시스템의 부품이나 입자 사이에서 발생하는 반면, 외부 힘은 시스템 외부의 에이전트에 의해 가해집니다.
또한, 내부 힘은 자유물체 다이어그램에 표시되어서는 안 되며, 모든 외부 힘은 그래픽으로 표시되어야 합니다.
마지막으로, 위의 예에서 본 것처럼 선택한 시스템에 따라 동일한 힘이 시스템 내부 또는 외부로 간주될 수 있습니다.