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에너지는 위치 에너지와 운동 에너지의 두 종류의 에너지로 구분된다. 하나의 물체가 다른 물체의 위치에 비해 상대적으로 갖는 잠재적인 에너지를 위치 에너지라고 한다. [1] X 출처 검색하기 예를 들어, 언덕 아래에 있을 때보다 언덕 정상에서 갖는 위치 에너지가 더 크다. 운동 에너지는 물체가 움직일 때 갖는 에너지이다. [2] X 출처 검색하기 운동 에너지는 떨림, 회전력, 혹은 병진 운동(한 장소에서 다른 장소로의 이동)의 영향을 받는다. [3] X 출처 검색하기 물체의 질량과 속력만 안다면 쉽게 운동 에너지를 산출해낼 수 있다. [4] X 출처 검색하기
단계
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운동 에너지 공식 알아보기. 운동 에너지(KE) 계산 공식은 KE = 0.5 x mv 2 이다. m 은 물체의 성분을 측정하는 질량을 의미하며, v 는 물체가 위치를 변경하는 속도인 속력을 의미한다. [5] X 출처 검색하기
- 답을 구할 때, 운동 에너지의 표준 측정 단위인 줄(J)을 사용한다. J로 변환하는 공식은 다음과 같다: 1 kg * m 2 /s 2 .
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물체의 질량 알아보기. 질량이 주어지지 않은 문제를 풀 때, 스스로 질량의 값을 구해보자. 물체를 저울에 올려서 질량을 킬로그램 (kg) 단위로 구해보자.
- 저울의 눈금을 0에 맞추기. 물체의 무게를 재기 전에 저울의 눈금이 0을 가리키도록 맞춰보자. [6] X 출처 검색하기
- 저울 위에 물체를 올린다. 가볍게 저울 위에 물체를 올려두고 눈금이 가리키는 값을 kg 으로 기록한다.
- 그램으로 결과가 측정되었다면 킬로그램으로 변환해보자. 운동 에너지 공식을 활용하기 위해서 질량값은 꼭 킬로그램을 적용해야 한다.
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물체의 속력 계산하기. 보통 운동 에너지 값을 구할 때 속력값은 주어지는 편이다. 그렇지 않다면 물체가 이동한 거리와, 이동을 마치는데 소요된 시간을 활용해서 속력을 구해보자. [7] X 출처 검색하기 속력의 단위는 초당 미터(m/s)로 표기한다.
- 속력은 이동거리에서 이동한 시간을 나눠서 구할 수 있다: V = d/t . 속도는 벡터의 양도 포함하고 있다. 다시 말하면 규모와 방향도 포함된 값이다. 규모는 속력을 양으로 측정한 결과이며, 방향은 물체가 속력에 따라 이동한 방향을 의미한다.
- 예를 들어, 물체의 속도는 이동 방향에 따라 80 m/s가 될 수도 있고 -80 m/s가 되기도 한다.
- 속력은 단순히 물체가 이동한 거리에서 이동 시간으로 나눠서 산출할 수 있다.
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공식 써보기. 운동 에너지(KE) 계산 공식은 KE = 0.5 x mv 2 이다. m 은 물체의 성분을 측정하는 질량을 의미하며, v 는 물체가 위치를 변경하는 속도인 속력을 의미한다. [8] X 출처 검색하기
- 답을 구할 때, 운동 에너지의 표준 측정 단위인 줄(J)을 사용한다. J로 변환하는 공식은 다음과 같다: 1 kg * m 2 /s 2 .
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공식에 질량과 속력 대입하기. 질량과 속력의 정보를 모른다면, 직접 계산해보자. 하지만 두 값을 알고 있다면 공식에 대입해서 운동 에너지 값을 구해보자: 55k kg의 여성이 3.87m/s 속도로 달리고 있다. 이 여성의 운동 에너지를 구해보라. 질량과 속도가 모두 주어졌으니 공식에 대입해보자: [9] X 출처 검색하기
- KE = 0.5 x mv 2
- KE = 0.5 x 55 x (3.87) 2
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문제 풀기. 질량과 속력을 대입해서 운동 에너지(KE) 값을 산출해보자. 속력을 제곱한 후, 모든 값을 곱해준다. 그리고 꼭 마지막에 줄(J)로 단위를 변환하는 것을 잊지 말자. [10] X 출처 검색하기
- KE = 0.5 x 55 x (3.87) 2
- KE = 0.5 x 55 x 14.97
- KE = 411.675 J
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공식 써보기. 운동 에너지(KE) 계산 공식은 KE = 0.5 x mv 2 이다. m 은 물체의 성분을 측정하는 질량을 의미하며, v 는 물체가 위치를 변경하는 속도인 속력을 의미한다. [11] X 출처 검색하기
- 답을 구할 때, 운동 에너지의 표준 측정 단위인 줄(J)을 사용한다. J로 변환하는 공식은 다음과 같다: 1 kg * m 2 /s 2 .
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알고 있는 변수 대입하기. 운동 에너지의 값이 주어지는 대신, 질량이나 속력값이 주어지지 않은 문제들도 있다. 이런 문제를 해결하려면, 우선 알고 있는 변수를 공식에 대입해보자.
- 예시 1: 질량이 30 kg이고 운동 에너지값이 500 J인 물체의 속력을 구하시오.
- KE = 0.5 x mv 2
- 500 J = 0.5 x 30 x v 2
- 예시 2: 운동 에너지가 100 J이고 속력이 5 m/s인 물체의 질량을 구하시오.
- KE = 0.5 x mv 2
- 100 J = 0.5 x m x 5 2
- 예시 1: 질량이 30 kg이고 운동 에너지값이 500 J인 물체의 속력을 구하시오.
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모르는 변수를 구하기 위해 공식 재배열하기. 방정식을 활용해서 아는 변수들을 적용한 공식을 재배열하면 모르는 변수를 구하는 공식으로 만들 수 있다.
- 예시 1: 질량이 30 kg이고 운동 에너지값이 500 J인 물체의 속력을 구하시오.
- KE = 0.5 x mv 2
- 500 J = 0.5 x 30 x v 2
- 질량에 0.5를 곱한다: 0.5 x 30 = 15
- 운동 에너지에서 구해준 값을 나눈다: 500/15 = 33.33
- 이렇게 구해진 값에 제곱근을 씌워주면 속력을 구할 수 있다: 5.77 m/s
- 예시 2: 운동 에너지가 100 J이고 속력이 5 m/s인 물체의 질량을 구하시오.
- KE = 0.5 x mv 2
- 100 J = 0.5 x m x 5 2
- 속력을 제곱한다: 5 2 = 25
- 속력에 0.5를 곱한다: 0.5 x 25 = 12.5
- 운동 에너지에서 구해진 값으로 나눈다: 100/12.5 = 8 kg
광고 - 예시 1: 질량이 30 kg이고 운동 에너지값이 500 J인 물체의 속력을 구하시오.
출처
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/netorial/modules/thermodynamics/energy/energy2.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/Lesson-1/Kinetic-Energy
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/Lesson-1/Kinetic-Energy
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.harpercollege.edu/tm-ps/chm/100/dgodambe/thedisk/labtech/mass.htm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-1/Speed-and-Velocity
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/energy/u5l1c.cfm
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