중3 Re: 일과 운동에너지 (공식)

[안현정]

에너지라는 것은 일을 할 수 있는 능력을 나타내는 것입니다.

따라서 에너지가 일로 전환 될 수 있습니다. 또한 일이 에너지로 바뀌기도 하구요.

(에너지 ⇔ 일)

우리는 2가지 에너지를 배우게 되는데,

그중 하나가  높은곳에 있는 물체(위치가 있는 물체)가 가지는 에너지인 위치에너지 입니다.

다른 하나는 운동을 하는 물체가 가지는 에너지인 운동에너지 입니다.

위치에너지와 운동에너지의 합이 곧 역학적 에너지 입니다.

(역학적에너지 = 위치에너지 + 운동에너지)

만약 운동에너지가 일로 바뀐다고 할 때, 열에너지의 손실이 없다면

물체가 가진 운동에너지 만큼 일을 할 수 있을 것입니다.

운동에너지는 물체의 질량에 비례하고 물체의 속력의 제곱에 비례합니다.

(Ek = 1/2mv² )

즉, 질량이 클수록, 속력이 클수록 일도 많이 할 수 있겠지요.

운동에너지가 일로 전환이 될때,

( Ek = 1/2mv² ) ↔ ( W = Fs ) 마찰력에 대한 일로 전환될 수도 있고

( Ek = 1/2mv² ) ↔ ( W = 9.8mh ) 중력(=무게=힘)에 대한 일로 전환될 수도 있습니다.

여기서 운동에너지(Ek = 1/2mv² )의 m은 질량이며, v는 속력입니다.

여기서 일(W = Fs )의 F는 힘(=마찰력)이며 s는 이동거리입니다.

1/2mv² = Fs 에서,

힘과 물체의 질량이 일정하게 주어져 있다면,

이동거리 s는 v² 에 비례합니다. (같은 것이 아닙니다.)

속력이 두배가 되면 이동거리는 4배가

속력이 세배가 되면 이동거리는 9배가 증가하는 것입니다.

예를 들어:)

자동차가 30km/h로 달리다가 브레이크를 밟기 시작하여 

정지할때까지 거리(=제동거리)가 50m 라면

60km/h로 달리다가 브레이크를 밟기 시작하여 

정지할때까지 거리(=제동거리)는 200m 가 되는 것입니다.

즉, 속력이 2배가 되었으므로 이동거리는 4배가 되는 것입니다.