파이썬으로 코딩하는 물리
Description
물리학은 자연에서 일어나는 현상을 논리적으로 이해하고, 이 현상을 설명하는 보편적인 법칙을 찾는 기초과학의 한 분야이다. 물리학에서 지금까지 발견한 물리 법칙들은 짧은 문장과 단순한 수학 방정식으로 표현될 수 있다. 이러한 이유로 다른 학문과 다르게 암기의 고통이 없으며, 이해와 통찰의 학문으로 자리매김하고 있다. 하지만 많은 사람이 물리는 재미없고 어려우며 방정식 풀이나 수학적 계산에 능숙해야만 잘 할 수 있는 것으로 오해하고 있다. 필자도 학교에서 학생들이 물리 법칙이나 원리는 어렴풋이 이해하면서도 물리 문제 풀기를 어려워하거나 물리적인 원리를 자신 있게 설명하지 못하는 경우를 많이 경험했다. 이 학생들이 물리 법칙과 그에 따른 방정식을 모르는 것은 결코 아니다. 다만, 이를 실제 물리 문제를 해결하거나 혹은 물리 현상을 재현할 때 어떻게 적용해야 하는지를 어려워 하는 것이다. 필자는 이 책을 통해 물리 문제의 풀이와 물리 현상의 재현을 위한 컴퓨터 코딩을 소개하여 물리 법칙에 대한 보다 깊은 이해를 돕고자 한다.
저자

송오영

ㆍ1998서울대학교전기공학부학사
ㆍ2000서울대학교전기컴퓨터공학부석사
ㆍ2004서울대학교전기컴퓨터공학부박사
ㆍ2006~현세종대학교디지털콘텐츠학과및소프트웨어학과교수
ㆍ2012~TheVisualComputer저널의AssociateEditor
ㆍ2014~한국컴퓨터그래픽스학회학술이사
ㆍ2004서울대학교자동화연구소선임연구원
ㆍ2013미국어도비시스템즈방문교수

목차

CHAPTER1물리학과물리코딩
1.1물리코딩시작하기
1.2뉴턴의운동법칙
1.2.1뉴턴의제1법칙:관성의법칙
1.2.2뉴턴의제2법칙:가속도의법칙
1.2.3뉴턴의제3법칙:작용반작용의법칙
1.3벡터(Vector)
1.3.1스칼라와벡터
1.3.2좌표계
1.3.3위치벡터
1.3.4벡터연산
1.3.5벡터와벡터표현을위한코딩
1.4물리량과단위
■Exercise

CHAPTER2물체의운동
2.1변위,속도,가속도
2.2입자운동
2.2.1등속운동
2.2.2등가속운동
2.2.3포물체운동
2.2.4포물체운동의응용:불꽃놀이
2.2.5주기적으로진동하는운동(단순조화운동)
2.2.6원운동
2.2.7속도장내에서입자운동
■Exercise

CHAPTER3힘
3.1힘과운동
3.2만유인력
3.3공기저항력
3.3.1마그누스효과
3.4마찰력
3.5용수철힘과물체운동
3.6부력
■Exercise

CHAPTER4수치적분
4.1변위,속도,가속도의수치적관계
4.2오일러방법
4.3오일러-크로머방법
4.4룽게-쿠타방법
■Exercise

CHAPTER5일과에너지
5.1에너지보존법칙
5.1.1일과힘의관계
5.2역학적에너지
5.3퍼텐셜에너지와보존력
5.4역학적에너지보존과뉴턴의제2법칙
5.5컴퓨터시뮬레이션에서에너지보존법칙의역할
■Exercise

CHAPTER6충돌
6.1운동량과충격량
6.2충돌검출
6.3마찰
■Exercise

CHAPTER7회전운동
7.1각운동학
7.2회전운동에너지와회전관성
7.3돌림힘
7.4각운동량
7.5각운동량의변화를고려한충돌
■Exercise

CHAPTER8유체역학
8.1SPH(SmoothedParticleHydrodynamics)
8.1.1SPH를위한유체지배방정식
8.1.2SPH물리량과힘의계산
8.2LBM(LatticeBoltzmannMethod)
8.2.12차원LBM모델(D2Q9)
8.2.2병진과정
8.2.3충돌과정
8.2.4LBM의경계면처리
■Exercise

APPENDIX
1.Python및VPython설치방법
2.trinket.io에서VPython사용법
3.Jupyternotebook에서VPython사용법