물리1 역학적 에너지 보존 정리 (간단 정리)

공부를 하거나 물건을 옮길 때 우리는 '일'을 한다고 말한다.

그러나 물리학에서 사용하는 '일'이라는 말은 일상생활에서 사용하는 것과 그 뜻이 다르다.

일 : 어떤 물체에 작용한 힘과 물체가 힘의 방향으로 이동한 거리를 곱한 물리량을 뜻한다.

어떤 물체에 F의 힘이 작용하여 물체가 힘의 방향으로 거리 S만큼 이동했을 때 힘이 물체에 한 일W

 

W = FS   (Nㆍm)  J(줄)       

(스칼라량)  일은 크기만을 가지는 물리량이지만 (+)와 (-)의 값을 모두 가질 수 있도록 쓴다.

 

 W = maㆍs = ½mv₂² - ½mv₁² = ΔEk

(F=ma) ,  (₂ : 나중) , ( ₁ : 처음)

 

Ek :  운동 에너지

Ek = ½mv²  (단위 : J)

물체에 일을 하면 물체의 운동 에너지가 변한다.

알짜힘이 물체에 한 일은 물체의 운동 에너지 변화량과 같은데, 이를 일ㆍ운동 에너지 정리라고 한다.

 

Ep : 중력 or 탄성 퍼텐셜 에너지

Ep (중력) = mgh   (단위 : J)

 

W = Fs = mgh

Ep (탄성) = ½kx²   (단위 : J)

W = ½kx² 

 

 

역학적 에너지 보존 :  mgh₁ + ½mv₁² = mgh₂ + ½mv₂²  (단 공기 저항이 없을 때)

공중에서 가만히 놓아 떨어뜨린 공의 에너지 변화를 알고 싶을 때는 공과 지구만이 공의 에너지에 영향을 주므로 이들이 하나의 계가 된다.

공의 임의의 높이 h₁ 에서 h₂로 중력만을 받으며 떨어지는 동안 중력이 공에 한 일은 중력 퍼텐셜 에너지의 감소량과 같다.

 

일ㆍ운동 에너지 정리에 따라 중력이 공에 한 일만큼 공의 운동 에너지는 증가한다.

E = Ek + Ep = 일정 (공기 저항이 없을 때)

 

 

 

[간단 정리]

Ek = ½mv²  (단위 : J)

Ep (중력) = mgh   (단위 : J)

Ep (탄성) = ½kx²   (단위 : J)

역학적 에너지 보존 :  mgh₁ + ½mv₁² = mgh₂ + ½mv₂² (공기 저항이 없을 때)
E = Ek + Ep = 일정