경사면에서의 역학적에너지

 

1. 경사면에서의 역학적에너지
마찰력이 0일 때, 스키선수의 위치에너지가 운동에너지로 모두 전환되고 역학적에너지는 보존된다. - 역학적에너지 보존법칙
마찰력이 0이 아닐 때, 마찰력이 한 일의 양만큼 역학적에너지가 감소하게 된다. 하지만 마찰력이 한 일의 양과 감소된 역학적에너지의 합, 즉 총에너지는 보존된다-에너지 보존법칙

 

 

2. 경사면에서의 힘의 분석
경사면에 있는 스키선수에 작용하는 힘들은 위의 그림과 같다. 중력의 수직성분(mgcosθ)와 수직항력(N)의 크기는 같고 방향은 반대이므로 수직방향으로의 합력은 0이다.

 

경사면의 수평방향으로는 중력의 수평성분(mgsinθ)와 마찰력(f=μmgcosθ)이 작용하고 있다. 이 때 중력의 수평방향의 힘 > 마찰력 일 때 움직이고, 그 반대인경우에는 움직일 수 없게 된다.

 

마찰력 f=μmgcosθ 은 마찰계수와 경사면의 각도에 따라 값이 변하게 되는데, 마찰계수가 클수록, 경사각이 클수록 마찰력도 커지게 된다.