운동량과 운동에너지 1 층 발코니에서 인도를 향해 특정한 속도로 병을 집어 던졌다. 충돌 속도를 2배로 하려면 몇 층 발코니에서 병을 던져야 할까? (a) 2 층 발코니 (b) 3 층 발코니 (c) 4 층 발코니 (d) 5 층 발코니 (e) 6층 발코니 정답 : c 얼핏 생각하면 2층이라고 답하기 쉽다. 그러나 속도가 2배가 되려면 낙하시간이 2배여야 하고 그 낙하거리는 4배가 된다("얼마나 떨어질까"를 기억해 보라). 그것은 병을 4배만큼 높이 들어올려야 하고 4배의 에너지를 가해주는 것을 의미한다. 만일 병이 2배나 빠르게 떨어지면 운동량도 2배가 된다("운동량"문제를 보라). 그러나 에너지는 4배가 된다. 그러므로 운동량이 2배가 된다고 운동에너지가 2배가 되는 것이 아니다. 4배가 되는 것이다! 그래서 운동량과 운동.. 재미있는물리/재미있는 물리여행 2014. 8. 26. 14:10
일-에너지 정리 일∙운동 에너지 정리 1. 마찰력이 작용하지 않을 때 물체에 힘을 작용하여 일을 하면 일을 한 만큼 물체의 에너지가 증가하거나 그 에너지가 다른 형태의 에너지로 전환된다. 그림과 같이 질량이 m이고 속도 v0로 운동하는 물체에 운동 방향으로 일정한 크기의 힘 F가 작용하여 거리 s만큼 이동하였을 때 속도가 v가 되는 경우를 생각해 보자. 물체에 힘이 작용하면 물체는 가속한다. 작용하는 힘이 일정한 경우 물체는 크기가 F/m인 등가속도로 운동하여 거리 s만큼 이동하므로 등가속도 직선 운동의 식에 적용하면 이다. 따라서 거리 s만큼 이동하는 동안 한 일 W는 이 된다. 이때 물리량 1/2mv2을 질량이 m이고 속도가 v인 물체의 운동 에너지라고 한다. 따라서 힘이 물체에 한 일만큼 물체의 운동 에너지가 변하.. 역학가상실험실/일과 에너지 2013. 10. 10. 19:33
속도와 에너지의 차이 속도와 에너지의 차이 정지해 있던 트럭이 언덕 1을 따라 내려가 거대한 건초더미를 뚫고 들어갔다. 또 다른 동일한 트럭이 역시 정지한 상태에서 언덕 1보다 2배가 높은 언덕2를 따라 내려가 똑같은 건초더미에 처박혔다. 언덕 1의 트럭과 비교해 볼 때 언덕 2를 내려온 트럭은 건초더미를 얼마나 더 뚫고 들어갔을까? a) 똑같은 정도 b) 2배 더 c) 3배 더 d) 4배 더 해 답 : 속도와 에너지의 차이 정답이 e)라고? 천만의 말씀! 만약 7km/h를 답으로 골랐다면 처음부터 다시 좀더 생각해 보시라. "에너지는 얼마일까?" 문제를 다시 보아도 좋다. 언덕을 내려가는 운동에서 운동에너지 문제는 일정량끼리 더해주면 되지만 속도는 그렇지 않다. 속도를 단순히 더한다면 3+4=7 이지만, 이것은 틀린 답이다.. 재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 19:38
태클 태클 힘센 마이크는 몸무게가 90kg으로 미식축구 경기장을 4m/s의 속도로 달린다. 스피디(빠른) 곤잘레스는 몸무게가 겨우 45kg이지만 8m/s의 속도로 달린다. 폰더러스(무거운) 폰초는180kg이 나가고 겨우 2m/s의 속도로 달린다. Q1) 마이크를 저지시키는 데 가장 유리한 사람은 누구일까? a) 스피디 곤잘레스 b) 폰더러스 폰초 c) 둘 다 같다. Q2) 마이크의 뼈를 부러뜨릴 확률이 가장 큰 사람은? a) 스피디 곤잘레스 b) 폰더러스 폰초 c) 둘 다 같다. 해 답 : 태클 첫 번째 문제의 정답은 c). 운동량 보존: 마이크의 운동량은 스피디나 폰초의 운동량과 정확히 맞먹는다(90*4 = 45*8 = 180*2). 따라서 마이크가 충돌에 의해 정지하는 데 드는 충격량은 스피디나 폰초가 똑.. 재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 15. 19:36
탈출속도 역학적 에너지 보존과 탈출 속도지표에서 물체를 위로 던질 때, 던지는 속도가 빠를수록 물체는 더 높이 올라갈 수 있다. 또 어떤 물체를 충분히 빠른 속도로 던진다면 그 물체는 지구의 중력을 벗어나 무한히 먼 곳까지 갈 수 있다. 이때 어떤 물체가 지구의 중력을 벗어나 무한히 먼 곳까지 가기 위한 최소한의 처음 속도를 탈출 속도라고 한다. 지구 중력 이외에 다른 힘이 작용하지 않는다면 역학적 에너지는 지구로부터 무한히 멀리 떨어진 우주 공간에서도 항상 보존된다. 따라서 지표에서 탈출 속도로 발사된 물체는 무한히 먼 곳에서 속도가 0이 되어 운동 에너지도 0이 되며, 물체가 지표에서 발사될 때 가지고 있던 운동 에너지는 모두 위치 에너지로 전환된다. 그러므로 탈출 속도는 역학적 에너지 보존 법칙으로 구할 수.. 역학가상실험실/일과 에너지 2013. 9. 11. 13:48
탄성력에 의한 위치에너지 ● 용수철에 저장된 탄성력에 의한 위치 에너지(탄성 에너지) : 위 그림에서 용수철 상수(탄성 계수) 인 용수철의 길이를 만큼 늘어나게 했을 때 손이 용수철을 잡아당기는 힘은 가 되며, 그 때까지 사람이 한 일은 힘-변위 그래프의 면적과 같다. 즉, 이 된다.사람이 한 일만큼 용수철에 에너지로 저장되는데 이 에너지를 ‘탄성력에 의한 위치 에너지’ 또는 ‘탄성 에너지’라고 한다. 탄성력에 의한 위치 에너지는(x : 용수철이 늘어나거나 압축된 길이) ● 탄성력에 대한 역학적에너지 보존 - 탄성력에 의한 역학적 에너지 전환 : 탄성력에 의해 운동하는 물체의 위치 에너지와 운동 에너지는 서로 전환된다. 즉, 위치 에너지가 감소하면 같은 양만큼 운동 에너지가 증가한다. - 탄성력에 의한 역학적 에너지 .. 역학가상실험실/일과 에너지 2013. 9. 11. 13:06
