지렛대에 필요한 최소한의 힘
지레 지렛대는 막대를 이용하여 힘을 전달하는 도구입니다. 지렛대를 이용하면 비교적 적은 힘으로도 일을 할 수 있습니다. 지렛대를 움직이기 위해 필요한 최소한의 힘은 지렛대의 길이로 조절할 수 있습니다. 지렛대에서의 일 일이란, 물체에 힘을 주어 물체를 힘의 방향으로 이동시키는 것입니다. 일의 원리에 … more
일과 에너지 시뮬레이션
과학에서 말하는 ‘일(Work)’
과학에서 말하는 일(Work) 과학에서 말하는 ‘일’의 정의와 일상생활에서 말하는 ‘일’의 정의는 조금 다릅니다. 과학에서는 어떤 물체에 힘을 가하여 물체를 힘의 방향으로 이동시키는 경우, 우리는 물체에 ‘일’을 했다고 말합니다. 과학에서 말하는 ‘일’을 하지 않는 경우는 다음과 같습니다. 물체에 힘을 가해도 움직이지 … more
퍼텐셜(위치) 에너지 측정 실험에서 물체를 천천히 들어 올리는 이유는?
퍼텐셜(위치) 에너지 측정 실험에서 물체를 천천히 들어 올리는 이유는? 어떤 물체에 힘을 가하여 물체를 힘의 방향으로 움직이는 경우, 우리는 물체에 일을 했다고 말합니다. 물체를 들어 올리는데 필요한 최소한의 힘은 \(mg\;(≒9.8×m)\)입니다. \(mg\)보다 작은 힘이라면 중력에 의해 아래 방향으로 가속되고, \(mg\)보다 큰 … more
롤러코스터의 역학적 에너지 보존
역학적 에너지 보존법칙 롤러코스터를 살펴보면 아주 재미있는 것을 발견할 수 있습니다. 아니, 아무것도 발견할 수 없다는 것이 오히려 재미있는 것인가요? 바로 롤러코스터 바디에는 엔진이 없다는 것입니다. 처음에 외부 모터를 이용해서 롤러코스터를 가장 높은 곳까지 끌어올립니다. 그러면 그 이후에는 롤러코스터가 저절로 … more
땅에 닿기 직전 가장 빠른 것은?
역학적 에너지 역학적 에너지는 위치 에너지와 운동 에너지의 합을 말합니다. 역학적 에너지 = 위치 에너지 + 운동 에너지 Em = EP + EK 역학적 에너지 보존 마찰이 없다면, 물체의 처음 역학적 에너지 합은 나중 역학적 에너지 합과 같습니다. 즉, 물체의 … more
여러줄 움직도르래
움직도르래 움직도르래는 회전축이 고정되지 않고 이동하는 도르래입니다. 움직도르래를 사용하면, 적은 힘으로도 움직일 수 있다는 이점이 있습니다. 대신, 내가 움직여야 하는 거리가 길어지므로, 이동거리에서는 손해를 봅니다. 전체적으로 보아, 에너지의 이득은 없습니다. 움직도르래 혼자서는 움직이기 어렵기 때문에 고정 도르래와 함께 사용됩니다.
운동 에너지와 제동 거리
운동 에너지 운동 에너지는 운동하고 있는 물체 또는 입자가 갖는 에너지입니다. 운동하고 있는 물체의 질량을 m, 속도를 v라고 하면 물체의 운동에너지 Ek는 다음과 같이 계산할 수 있습니다. \[E_{ k }=\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 }\] … more