Re:글쎄요...

[카르마]

중력(보존력)이 한일을 W_g 라고하고 마찰력(비보존력)이 한일을 W_f 라고 해볼때,(수직항력이 한일은 변위와 힘이 수직이므로 0)

W_g + W_f = △K + △U + △E_int

-△U + W_f = △K + △U + △E_int

W_f = △K + 2△U + △E_int          ---과연 이 식만을 놓고 볼 때 납득할 사람이 누가 있을까요?

      =  -100 +2(-100) + 50 = -250J

따라서 마찰력이 한일은 -250J 이라고 하죠.

 W_g ≠ -△U 라고 일반물리학은 설명할거 같기도 한데요....

그러면 정말로 W_g 와 W_f는 어떻게 계산할까요?;;;

그냥 W_g와 W_f의 합값이 단순히 -150J이라고 어설픈 설명을 해버릴수 밖에...

도대체 뭐가 어설프다는 것인지 명확하게 설명해 주시겠어요?

일반물리학의 영...햇갈리고 기존의 정의와도 맞지 않는 설명에서 제가 생각하는 방법대로 생각하면 훨씬 자명하다는것을 알수있습니다.

W = △K + △U + △E_int -----일반물리학설명

E  = △K + △U + △E_int -----저의 생각.

여기서 E는 계 외부에서 준 에너지(-이면 뺏은 에너지) 입니다.

위의 예를 그대로 대입해보면,

E  =  -100 + (-100) + 50 = -150J

따라서 계 외부에서 계의 에너지중 150J의 에너지를 뺏었다고 설명이 가능하며

이로써 완벽하게 설명이 가능합니다.

기존의 일의 정의(일=∫F*dr) 와 일-운동에너지 정리도 성립합니다.

일의 양은 같다고 제가 말했고...일-운동에너지 정리는 성립해서는 안되는 문제라고 말했는데...제 말이 이해가 안 가시는가 보군요...

일반물리학의 문제는...용어를 잘못사용했습니다.

W는 계 외부에서 해준일 이 아니라 계 외부에서 공급해준 에너지가 되어야 옳습니다.

계의 에너지의 변화가 일어난 이유는 계 외부에서 에너지를 공급해 주었기 때문(또는 뺏었기 때문)

성은님의 설명은 논리적으로 문제가 없어요.

제 생각으로는 성은님이 말하는 "외부에서 공급해주는 에너지"와 할리데이가 말하는 "마찰력이 토막에 해준 일" 은 같은 물리량을 의미하는 것 같네요..

그러니까 할리데이가 틀린게 아니고 님도 틀린게 아니지만 님이 정의한 외부에서 공급해주는 에너지라는 개념은 불필요한 정의인 것 같네요

마찰력이 해준 일이라는 개념으로 설명 가능한데 그걸 굳이 에너지라고 하는건 불필요한 설정입니다.

 일-운동에너지 정리가 성립한다고 주장하는 것이 가장 잘못된 부분입니다.

일-운동에너지 정리는 고립된 계..즉 이벤트에 관여하는 모든 입자가 함께 운동해야만 성립합니다. 의도하지 않은 에너지의 전환이 있기 때문이라고 생각됩니다.

마찰력에 의해 변화된 역학적 에너지는 -200 이지만

물체의 전체 에너지 변화는 -150 이므로 마찰력이 물체에 해 준 일은 -150 이라고 설명합니다.(할리데이)

님의 설명대로 마찰력이 물체에 해 준일이 -250 이라고 한다면

마찰력이 바닥면에 해 준 일을 정의할 수 가 없습니다.

왜냐하면 마찰력은 200 의 역학적 에너지를 150과 50으로 나눠 각각 바닥면과 물체를 뎁히는데 썼기 때문입니다.

님처럼 마찰력이 물체에 해 준일을 -250  이고 마찰력이 바닥에 해 준일은 +150  이라면 에너지의 보존에 위배가 됩니다.

그 합이 0 이 되어야 하기 때문입니다.

100 의 운동에너지를 가진 물체가 수평면에서 마찰력을 받으며 정지했을 때 40의 내부에너지 증가가 생겼다면

마찰력이 물체에 해 준 일은 -60 이 되며

마찰력이 바닥면에 해 준일은 +60 이 됩니다.

그 둘의 합이 0이 되어야 하는 이유는 

이벤트의 과정 동안 어떠한 외력도 가해지지 않았고

오직 접촉면 사이의 cold weld 와 dislocation 의 반복이 있었을 뿐이기 때문입니다.

그러므로 마찰력이 이벤트에 관여한 토막-바닥면 계에 해준 일의 합은 0 이 되어야 하는 것입니다.

할리데이가 말한 운동마찰력의 복잡한 속성이라는 것이 얼렁뚱땅 넘기려는 수작이 아니라 더이상 논의를 진행시키면 일반물리학의 범주를 넘어서기 때문에 그렇게 말한 것 같습니다.

마찰력과 일, 에너지에 대한 얘기를 굳이 미시적인 결합과 끊어짐의 개념으로 설명할 필요는 없기 때문입니다.

일반물리학을 배우는 학생은 마찰력이 물체에 한 일이 물체의 전체 에너지의 변화를 고려해야 한다는 것만 알면 된다고 생각합니다.

[성은]

강체라고 생각가능하므로 모든 입자가 동일하게 운동하고 있다고 생각가능하지 않나요?? 왜 동일하게 운동하고 있지 않다고 설명하죠? 일반물리학에서도 그러런데;;;;....그리고 만약 일-운동에너지 정리를 포기하더라도 일의 정의인 일 = ∫F*dr 이란 정의도 맞지 않게 되는데 이것도 포기?;; 어떻게 생각하세요?

[성은]

제 생각과 일반물리학 생각에 용어차이만 빼면 물리적 상황은 거의 비슷한거 같은데요...제 설명대로 설명하면 안되나요?? 그리고, 만약 공기저항까지 고려한다면 일반물리학의 W = △K+△U+△+E_int 는 성립하지 않을까요?? 성립한다고 하더라도,공기저항이 한일과 마찰력이 한일을 또 나누는게 불가능하잖아요...

[성은]

또, 만약에 성립안하면.....이건 마찰력일 경우만 한정되게 만든 식이므로...너무 특수한경우의 식이고... 상당히 일반물리학의 설명이 맘에 들지 않습니다.^^;; 물론 일반물리학 설명을....어느정도는 수긍합니다.-_-;; 하지만...아직도 왜 이런식으로 설명했는지 납득은 못하겠습니다..;;

[성은]

그리고, 최근들어서 이상하게도(?) 물리 생각하기가 좀 귀찮아졌거든요;;;(이러면 안되는데..ㅜㅜ) 리플이 부실하더라도 이해해 주시길...그리고...다음주부터 한달넘게 거의 활동못할듯합니다.^^;

[카르마]

첫번째 꼬릿말에 대하여 : (동일하게..가 아니라..) 함께 운동하지 못한다는 것은...접촉면을 이루고 있는 바닥면의 입자들이 토막에 붙어 따라오지 못하기 때문입니다. 일의 정의는 그대로 적용됩니다. 님의 예에서 마찰력이 한일은 -200 입니다. 그 200 의 역학적에너지를 물체로부터 빼앗아 물체를 50만큼 뎁히고

[카르마]

바닥면을 150만큼 뎁혔습니다. 일의 정의는 그대로 적용되어야 합니다. 보편성을 가지니깐요...

[카르마]

두번째 꼬릿말에 대하여 : 에너지의 관계만을 논할 때 그렇게 설명하셔도 될 거 같네요...하지만 마찰력이 한 일과 마찰력이 물체에 해 준 일 을 구분해야만 바람직할 거 같아요. 공기저항이 있다면 그것도 일종의 마찰력으로 따로 고려해도 되고..그 크기만큼을 마찰력에다 부가시켜 줘도 될듯하네요

[카르마]

세번째 꼬릿말에 대하여 : 특수한 경우라기 보다 물리적인 상황설정을 이상적으로 제한한 상태에서 마찰력이 한 일을 어떻게 따져주느냐라는 논의를 하고 있는 것 같습니다. 더 일반적인 상황으로의 확장은 별 문제될 게 없다고 봅니다. 그러니까 저는 할리데이가 그것을 설명하는 부분에서

[카르마]

마찰력이 한 일을 어떻게 따져주느냐만 알면 된다고 생각하고 성은님은 더 일반적인 경우는 왜 성립하지 않을까 라고 의구심을 가진 것이 차이라고 봅니다. 할리데이의 그 설명은 완벽하거나 포괄적인 설명이 아닌거 같습니다. 하지만 마찰력이 해 준 일에 대한 설명으로는 부족함이 없다고 보아집니다.

[수련자]

상당히 재밋는 주제네요...비보존력에 의한 계의 에너지전환 문제와 비보존력이 하는 일에 대한 문제...카르마님의 설명만으로 충분할 듯 싶네요...그 이상의 논의는 자료실에 올라온 해당문제를 푸는 수준을 넘어서겠네요...그런데 역학게시판은 카르마님하고 성은님만 얘기하는 곳 같네요 ^^;;

[성은]

넵.....알겠습니다.... 근데 한가지.....일의 정의인 W = ∫F*dr 은 성립하지 않을수 있다고 일반물리학은 설명하거든요...그러니깐 마찰력만을 받으면서 감속하는 입장의 경우에 W ≠ ∫F*dr = -fd = △K 인것이죠..-_-;;

[성은]

흠...근데 카르마님 문체 바꾸니 좋네요.....ㅎㅎㅎ 계속 이런식으로 가죠..^^