Term Project Presentation on Dec. 8

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by 23:59 pm, Sun, Nov. 29, 2020.)

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if selected to present.

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Student Name : 권민성

Student Name : 윤영재

Student Name : 최승환

Student Name : 정기경

Student Name : 이혜민

Student Name : 윤성연

Student Name : 백승원

https://www.youtube.com/watch?v=EkZYCqJQduI

Student Name : 김태연

Student Name : 강민영

Student Name : 배재용

Student Name : 이평구

Student Name : 백승주

Student Name : 박용주

당신이 원하는 ppt는 이 안에 있습니다.

소설과 만화의 현실적 분석

가능

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1. 문학 내에서 물체들의 상호작용은 비현실적인 객체에 의한 것과 현실적인 객체에 의한 것으로 분류할 수 있다.

2. 문학들이 가정하고 있는 대전제들은 그 세계의 하나의 법칙으로써, 비현실적인 객체로 인한 현상들은 세계관에서 설정하고 있는 바에 따라 작동한다

3. 대부분의 현실적인 물체들은 사람이 현실 속에서 이해하는 바 그대로 작동한다.

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시작하기전 깔고 갈 전제들

타노스의 핑거스냅

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인피티니 스톤이라는 비현실적 객체에 의함

불가능

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원피스의 여러가지 능력

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악마와 거래를 하게 해주는 악마의 열매, 비현실적 객체에 의함

앤트맨

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양자역학이라는 현실적 설정내에서 불가능

뒤주 혹은 냉장고

핵폭탄 혹은 블랙홀 생성기

MCU 관련

속도 혹은 시간 정지 능력

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몸 자체가 방탄이고, 120atm 2000K의 대기에서 살 수 있는 남자

0.9c 와 0.9999999999999999999999999999c 의 발차기

메카물

어벤져스 1의 낙하장면에서 아이언맨은 자신의 체중만을 고려했을때, 15,000kg*m/s 의 충격량을 0.3s만에 받고, 이정도의 충격이면, 달리는 레이싱 카에 치인 수준이다.(완전비탄성 충돌 가정). 고로 superhero landing은 삼가하자

이와 같은 현상을 방지하기 위해서 에반게리온은 기체 내에 호흡이 가능한 액체를 채우는 설정을 추가하였다.

어린 왕자 행성의 대기

랜들 먼로의 위험한 과학책을 참고해 어린왕자의 소행성을 5억 t 질량의 반지름 1.75m 인 행성으로 가정하였다.

이때 탈출 속도는 5m/s. 대기가 존재하기 위해선 기온이 절대영도에 가깝던가, 모든 기체들이 탈출해버려, 대기가 존재하지 않으므로, 어린왕자는 최소한 산소호흡을 하지 않는다. 그의 친구인 바오밥나무는 사실 모형일 가능성이 크다.

25%

50%

행성의 중력 정도

머리와 다리 사이의 중력이 다르다. (기린이 살기 좋은 환경)

몬스터 헌터 대검

대략 652kg, 회전시 필요한 토크는 최소 대략 1,228kg*m^2/s^2.

하지만 이를 등에 지고, 자유롭게 꺼내들며, 힘모으기 자세를 유지하려면 헌터의 질량 또한 이 정도….

밀도를 일반 철 7.84g/cm^3

부피를 몬스터 헌터 대검 다키마쿠라의 사이즈와 유사하게, 83L라 하자. 무게중심은 대략 검 모양의 중앙에 있다고 가정하자.

결론

만화는 만화일뿐 따라하지 말자

투니버스 친구들도 그정도는 안다구요~

Student Name: 변상윤

이중 용수철 진자의 운동, Eigenfrequency와 Normal Mode

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물리천문학부 변상윤

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<<Generalized Coordinate

수많은 나무의 희생으로 얻은 Equation of Motion

더 많은 나무의 희생으로 얻은 Eigenfrequency

두 물체의 질량, 두 용수철의 용수철 상수, 용수철의 초기 길이, 초기 각도를 변화시켜가며 운동 관찰

(2,2,5,5,+,-,6,6)

(2,2,5,10,+,+,4,6)

(1,2,5,5,+,-,6,6)

(1,2,5,10,+,+,4,4)

질량과 용수철 상수를 변화시키며 eigenfrequency와 normal mode 계산 후 그에 맞춘 초기조건 설정

(2,2,10,5)

(1,2,5,10)

Normal Mode 4

결론

• CHAOS!!
• 특정 초기 조건에서는 운동이 규칙적으로 반복되는 것 같은 현상이 관찰됨
• Normal mode를 제대로 관찰할 수 없음

계산 과정에서 근삿값 사용

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Chaos의 특징에 의해 시간이 흐르면 완전히 달라짐

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Student Name : 최이선

Student Name : 진승현

Comparing the identical particles collision in Quantum mechanics and classical mechanics

물리천문학부 진승현

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Student name: 박현탁

Analysis of Linear-elastic Body Collision

이상적인 강체의 경우

N-body

Linear-elastic body(continuum)

motion(roughly)

(질량 분포의 변화)

(y축-q, 실제 운동에선 첨점 없어야 함)

더 나아가…

• 충돌지점(머리부분, m1)에서의 응력과 yielding stress
• Plastic behavior을 띌 경우
• 다른 형태의 물체~A(x)

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Student Name : 최한영

Student Name : 김한비

Student Name : 고진서

Student Name : 김도균

Momentum decrease of Billiard ball

구름 운동하는 공의 충돌

이론: 탄성 충돌이 일어나는 경우

실제: 비 탄성 충돌이 일어나는 경우

구름운동을 하는 경우 충돌 시 작용하는 힘은 Y축 방향만 존재, 따라서 X축 운동량 보존

X축 성분 운동량 보존을 통해 반발계수가 0.917 임을 알 수 있다.

반발계수의 불변 가정

경로1: 시계 방향의 회전

당구공이 Z축 방향 회전만 있다고 가정할 때

경로2: 반 시계 방향 회전

공의 각운동량 변화량이 작다고 가정하면, 반발계수 또한 작아진다.

이 충돌에서는 이 반발계수가 불변임을 가정

이를 이용하면,

경로 1: x축 방향 운동량이 증가

경로 2: x축 방향 운동량이 감소

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회전하는 공의 충돌에서 운동량의 비 보존

: 충돌 시 공의 회전으로 인해 수직항력 뿐만 아니라 마찰력도 작용하기 때문

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시계 방향과 반 시계 방향으로 도는 당구공 충돌 전후 속도와 힘 다이어그램

결론

• 구름 운동하는 공의 충돌: x축 각운동량 보존, y축 각운동량 비보존
• z축 성분 회전만 존재하는 공의 충돌: x축, y축 각운동량 비보존
• 공에 z축 방향 회전을 주어서 반사각 변화시키기: 반사각을 작게 만드는 것보다 크게 만드는 것이 더 어렵다
• 당구 실력 상승

Student Name : 명준희

More Detailed Approach to Semi-Detached Binaries and

Type-1a Supernovae

물리천문학부 천문학과 명준희

Several Basic Conditions for the Type-1a Supernova progenitor

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1. Type of Companion star

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• Type of Binary system

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• Roche Lobe and L1 Lagrange Point

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1. According to several researches, red giants and very dimm(less-massive) main sequences are inadequate for a donor star to evolve its companion star into a type-1a supernova.

(Schaefer, B. E. & Pagnotta, A. Nature 481, 164–166 (2012).)

(Kasen, D. Astrophys. J. 708, 1025–1031 (2010).)

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• Although there are other types of binary system that can produce type-1a supernova, to make things simple, we choose the semi-detached binary systems, which allows us to assume that only the donor star fills the roche lobe and donates matter to the companion star.

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In addition, we assume that both stars are tidally locked and revolve very slowly. Also, the accretor star must evolve faster.

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3. Roche Lobe and L1 Lagrange Point

The donor star(Star 2) fills the roche lobe, and through a small ‘nozzle’ which includes L1 lagrange point, the mass flows into the accretor star. Therefore the accretor star gains mass until the chandrasekhar limit.

Mass Accretion Rate Through the Nozzle

(Polytropic Model, n=1.5)

(Δr=Stellar Radius-Roche Lobe Radius)

Mass Accretion Rate Through the Nozzle

Savinije(1978)

+Centrifugal term in the potential

Paczynski & Sienkiewicz(1972)

Polytropic equation of state+Bernoulli’s equation, non-rotating potential

Very rough estimates on gravitational acceleration, potential difference, and nozzle radius

Chandrasekhar Limit

(Polytropic Model, n=3 when extremely relativistic)

If the white dwarf is heavier than this limit, electron degeneracy pressure cannot withstand the gravity, so it collapses, which leads to explosive carbon fusion. This explosion rips the white dwarf apart.

Conclusion

Things to consider to make a better model

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1. Rotation of each star

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• Accretion disk, nova occuring at the surface of WD

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• Expansion of the donor star(Does hydrostatic equilibrium makes sense?)

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• L1 point moves, and the roche lobe decreases during time because of mass donation

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• Since the mass of the donor star decreases, the stellar evolution gets slower, making the expansion over the roche lobe more slower

Student Name : 김주연

Student Name : 김서영

Analysis of the Brazil nut effect through collisions

Brazil nut effect

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When two different granular mixtures are mixed, the bigger size tends to go upward, looking as if it reverses gravity

2 explanations for this phenomena

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1. Convection due to friction of walls
2. Void filling effect

Void filling effect: 기존 논문의 theory

Model as differential equation with respect to rising of the big ball

Similar result on middles stages, diverge when going to the end

Modelling of the phenomena

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Previous study had not taken the recoiling effect of the ball

Modelling by analyzing collision of single sphere

Step 1: rising of all layers (including the small balls)

Step 2: small balls recoil first and produce a layer

Step 3. Small balls fall into the void while the big ball comes back

Equations of motion

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1. Collision processes:

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• Falling of layers into void: continuity and momentum equations(assuming granular material behaves like fluid)

F = (Mp)/(M+m)(e+½)(pi*(R+r)^2*v^2-Mg, external shaking is F = Asin(wt+phi)

RESULT

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Must also take into account of the friction of the particles in real experiments and also the granular convection due to wall’s friction

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Simulation method -> should think of infinitely large cyllinder for accurate analysis of the models.

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Must take into account the repose angle of granular materials

Student Name : 이석주

Student Name : 최동린

Student Name : 정호준

Several Modifications to Rocket Equation

1. How would an Inverted projectile fly (in “TENET”)?
2. When during the flight should the rocket boost get started to maximize the firing range?
3. How should a fixed-altitude cruise missile eject its fuel?

1. Inverted Projectile in “TENET”

• Air resistance “Propels” the projectile
• Fuels that had been ejected from the projectile gets back and “Sticks” to it

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• What initial angle will give the longest range?

2. Rocket Boost Angle

• Set initial velocity and mass-fuel ratio constants.�If rocket boost starts during the flight, not at the moment of launch, when is the best moment to start in order to maximize the range?
• Compare initial velocity angles to most proper boost-initiating angles.

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3. Cruise Missiles

• Long-range cruise missiles fly horizontally, maintaining constant altitude.
• This means that a constant thrust against gravity is necessary, and that the initial velocity in projectiles is virtually meaningless.
• Considering mass of warhead and range, how much fuel would be used for maintaining altitude?

Student Name : 정휘환

Student Name : 김상범

Motion of

Partially Filled Cylindrical Bottle

Rolling on the Plane

물리천문학부 김상범

Motivation

The bottle wiggles as it rolls without slipping

Formulation as Coupled Oscillator

Assuming: No dissipation, Solid water

IRF: Moving along the horizontal with avg speed

h: distance to CM of water from CM of bottle

r: distance to surface of water from CM of bottle�introduced for ease of geometric derivation

IW: moment of inertia of water, w.r.t. CM of water

The diagram shows the case with negative θ

Yes, this is oversimplified. We want to see�if it works fine or fails dramatically.

Derivation

Analysis (Ongoing)

Student Name : 김민석

Student Name : 강준하

Student Name : 노광욱

Student Name : 주다현

어떤 자동차가 제일 탑승감이 좋을까?

• coupling system 해석을 통하여 -

초기조건으로 x(0)을 같은 값으로 주었다고 가정하자.

진폭비에서 theta mode 의 진폭이 커질 수록 용수철로부터 탑승자가 떨어져 나갈 때의 속도가 커지며

미분을 생각할 때 (x, theta의) 각속도의 값이 커질 수록 또한 속도의 값이 커진다.

따라서 omega가 클 수록, 진폭비가 작을 수록 탑승감이 안 좋다.

우리가 원하는 자동차는 omega가 작고 진폭비도 큰 차이다.

속도가 커지면 탑승자가 의자로 부터 떨어지는 높이의 값이 커진다.

따라서 앞식에 따라 착지할 때 부하되는 가속도의 크기가 커져서 좋지 않다.

Conclusion

탑승감: 자동차가 임의의 높이에서 떨어졌을 때 안에 있는 탑승자가 받는 가속도

같은 높이에서 자동차가 떨어졌을 때 탑승자가 느끼는 가속도의 크기가 작다면 탑승자는 안정적으로 느낌

반대로 가속도의 크기가 크면 멀미가 발생할 수도 있고 심할 경우에는 척추에 부하가 심하게 가해져 부상으로 이어질 수도 있다.

이러한 면에서 무게중심이 뒤에 가있는 구조에 무게가 무거운 차가 제일 탑승감이 좋다고 할 수 있다. 대표적인 모델로는 제네시스 G80이 있다.

자동차말고도 배나 항공기에도 똑같이 탑승감에 대해서

연구할 수 있을 것으로 기대된다.

Student Name : 김지환

Student Name : 손지호

Student Name : 서동혁