【물리학】 역학 4강. 일과 에너지

역학 4강. 일과 에너지

 

추천글 : 【물리학】 물리학 목차 

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1. 일의 정의 [본문]

2. 에너지 [본문]

3. 운동에너지 [본문]

4. 중력에 의한 위치에너지 [본문]

5. 탄성력에 의한 위치에너지 [본문]

6. 만유인력에 의한 위치에너지 [본문]

7. 일률 [본문]

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1. 일의 정의 [목차]

⑴ 일 : 가한 힘의 크기 × 가한 힘의 방향으로 움직인 거리

⑵ 단위 : N·m = kg·m² / s² = J

 

 

2. 에너지 [목차]

⑴ 일을 할 수 있는 원동력

⑵ 역학적 에너지(E) = 위치 에너지(E_P) + 운동에너지(E_K)

⑶ 역학적 에너지 보존의 법칙 : 비보존력(예 : 마찰력, 공기 저항력)이 작용하지 않고 보존력만 가해지면 역학적 에너지는 처음과 나중의 값이 일정하게 보존

⑷ 에너지 보존의 법칙

① 줄의 일-열 등가성을 통해 열에너지도 역학적 에너지와 크게 다르지 않음이 밝혀짐

② 뇌터의 정리

○ 내용 : 대칭성이 있으면 그에 상응하는 보존량이 있어야 한다는 법칙

○ 우주는 시간에 대한 대칭성이 있음

○ 상응하는 보존량이 에너지인 것으로 여겨지고 있음

 

 

3. 운동에너지 [목차]

⑴ 운동 법칙에서 2as = v² - v₀²으로부터 as = 0.5v² - 0.5v₀²로 정리하고 질량(m)을 곱하면 mas = 0.5mv² - 0.5mv₀² 

⑵ 따라서 F = ma이므로 일의 변화량이 0.5 mv² - 0.5mv₀²이므로 v₀ = 0이라면 운동에너지는 0.5 mv² 

 

 

4. 중력에 의한 위치에너지 [목차]

⑴ 중력의 크기는 mg이고 이동거리가 h이므로 이동하는 동안 중력에 의한 위치에너지는 mgh

⑵ 위치에너지는 상대적인 값으로 기준점에 따라 같은 위치에서도 서로 다를 수 있음

 

 

5. 탄성력에 의한 위치에너지 [목차]

⑴ 탄성력은 길이가 변하면서 일정하지 않고 길이 변화량에 비례하기 때문에 원래 위치에서 x만큼 늘어나는 동안 평균적으로 작용한 탄성력은 0.5 kx

⑵ 따라서 x에 탄성력에 의한 위치에너지는 0.5 kx × x = 0.5 kx² 

① 적분하면 됨

 

 

6. 만유인력에 의한 위치에너지 [목차]

⑴ 중심으로부터 R인 위치의 만유인력에 의한 위치에너지

 

 

 

7. 일률 [목차]

⑴ 단위 시간당 일 P = W/t

⑵ 단위 : N·m/s = W

⑶ P = W / t = F · S / t = F · v

 

입력 : 2016.06.26 21:05