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 운동에너지엔은 큰 차이가 있다.