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.
\[E_{ k }=\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 }\]
즉, 물체의 운동에너지는 물체의 질량에 비례하고, 속력의 제곱에 비례합니다.
제동 거리
자동차의 브레이크가 일정한 힘으로 자동차를 정지시키려고 할 때, 자동차는 곧바로 정지하지 못합니다. 브레이크가 작동하는 동안 자동차가 진행하는 거리를 제동 거리라고 합니다.
일의 정의(일 = 힘 x 거리)에 의해, 자동차의 운동에너지는 브레이크의 힘에 제동 거리를 곱한 값과 같습니다.
\[운동에너지 =\frac { 1 }{ 2 } m{ v }^{ 2 }=마찰력(브레이크) \times 제동거리\]
브레이크의 힘이 일정하다고 하면, 제동 거리는 자동차의 속력의 제곱에 비례합니다.
즉, 속력이 2배, 3배, 4배가 되면 제동 거리는 4배, 9배, 16배로 증가합니다. 이것이 고속도로에서 사고가 발생할 때 위험한 이유입니다.