| English | 의미 |
|---|---|
| work done/wɜːk dʌn/ | 일 |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | 변위 |
| conservation of energy/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈenədʒi/ | 에너지 보존 |
| efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ | 효율 |
| thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ | 열에너지 |
| power/ˈpaʊə/ | 일률 |
가방을 들고 있는 것은 일을 하지 않습니다
- 무거운 가방을 고정하고 있으면 팔이 아픔니다 — 하지만 물리학에서는 일을 전혀 하지 않습니다.
- 일은 힘이 자신의 방향으로 무언가를 움직이도록 해야 합니다.
- 이동이 없거나(또는 옆으로 향하는 힘)则是无작 done no work.
힘에 의한 일
- $W = F s \cos\theta$, 여기서 $\theta$는 힘과 변위 사이의 각도입니다.
- 운동 방향 따라 있는 힘의 성분만이 일을 합니다. 단위: $\text{J} = \text{N}\cdot\text{m}$입니다.
Work, energy & power
PE + KE = 일정
Work transfers energy; as it falls, PE becomes KE with the total fixed.
A force of $10\ \text{N}$ pushes a box $3.0\ \text{m}$ in the direction of the force. How much work is done?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
Force is along the motion ($\theta = 0$), so $W = Fs = 10 \times 3.0 = 30\ \text{J}$.
양수, 음수, 0
- 운동 방향의 힘 → 양의 일 (에너지가 물체에 공급됨).
- 운동 반대 방향의 힘 → 음의 일 (예: 마찰이 에너지를 빼앗음).
- 수직인 힘 → 0의 일.
변위 방향의 F cos(theta) 성분만이 일을 합니다
A force acting at right angles to the motion does how much work?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$W = Fs\cos 90^{\circ} = 0$. The normal contact force on a car on a flat road does no work.
Friction on a sliding object does negative work.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
Friction points opposite to the motion ($\theta = 180^{\circ}$), so $W = -Fs$ — it takes energy away.
에너지 보존
- 에너지는 creation or destruction되지 않습니다 — 오직 형태가 바뀌거나 물체 사이에서 이동할 뿐입니다.
- 폐쇄계에서는 총 에너지가 일정하게 유지됩니다.
양의 일 (운동 방향의 힘)과 음의 일 (운동 반대 방향의 힘)
Energy cannot be created or destroyed, only ____ from one form to another.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
That is conservation of energy — the total in a closed system stays the same.
Match each term to the definition the examiner marks.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
The work definition's last phrase is what makes a force at right angles to the motion do no work at all.
효율
- $\text{efficiency} = \dfrac{\text{useful output}}{\text{total input}} \times 100\%$.
- 항상 $100\%$ 미만입니다 — 일부 에너지가 "무용한" 열에너지로 남게 됩니다.
같은 일을 더 짧은 시간에 انجام하면 더 많은 출력이 됩니다
Energy flow & efficiency
The input energy divides into useful work and wasted energy; efficiency = useful ÷ input, and useful + wasted always equals the input.
A machine takes in $200\ \text{J}$ and gives out $60\ \text{J}$ of useful energy. What is its efficiency (in %)?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$\dfrac{60}{200} \times 100\% = 30\%$. The other $140\ \text{J}$ is wasted, mostly as heat.
출력
- 출력은 일의 속도입니다: $P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{\Delta E}{\Delta t}$입니다.
- 단위: $\text{W} = \dfrac{\text{J}}{\text{s}}$입니다.
출력, 힘 및 속도
- 운동 방향에 힘 $F$이 속도로 $v$로 작용할 때: $P = Fv$입니다.
- 일정 속도로 주행하는 자동차는 $P = F_{\text{resist}} \times v$이 필요하며, 속도 $v$로 무게를 들어 올리는 데는 $P = mgv$이 필요합니다.
A force $F$ acts on an object moving at speed $v$ in the direction of the force. The power delivered is:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
In time $\Delta t$ the displacement is $v\Delta t$ and the work is $Fv\Delta t$; dividing by $\Delta t$ gives $P = Fv$.
worked example: 일정 속도의 자동차
- 차가 속력 $25\ \text{m/s}$로 주행하며 총 저항력이 $600\ \text{N}$일 때, 엔진의 유효 출력功率을 구하시오.*
- 일정한 속도에서 합력은 0이므로 구동력은 저항력과 같아진다: $F = 600\ \text{N}$.
- $P = Fv = 600 \times 25 = 1.5\times10^{4}\ \text{W} = 15\ \text{kW}$.
- 점수를 얻기 위한 단계는 구동력이 왜 $600\ \text{N}$과 같은지 설명하는 것: 일정 속도는 합력이 0임을 의미한다.
- 자동차가 가속하고 있다면 구동력은 $600\ \text{N}$보다 커지며, $P = Fv$의 저항력을 사용할 수 없게 된다.
놓칠 수 있는 점
- 효율은 유효 출력의 총 입력에 대한 비율이다. 입력값은 항상 더 크므로, 정답이 $100\%$보다 크다면 두 값을 반대로 계산한 것이다.
- $P = Fv$에서 $F$은 구동력이다. 이는 일정 속도를 가질 때만 저항력과 같다.
- $mg\Delta h$에서는 수직 높이를 사용하고, 경사면의 거리를 절대 사용하지 마라.
- 힘에 의한 일은 힘 × 힘의 방향으로 이동한 거리이다. 운동에 수직인 힘은 일을 하지 않는다.
- 힘-신도 그래프에서 면적은 저장된 에너지이다. 기울기는 강성이며, 서로를 혼동하면 전체 문항을 잃는다.
A car travels at a steady 25 m/s against a total resistive force of 600 N. What is the useful output power, in kW?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
Steady speed means zero resultant force, so the driving force is 600 N and P = Fv = 15 kW. Saying WHY the driving force equals the resistance is what carries the mark.
In which cases does a force do no work? Select all that apply.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
Braking does plenty of work, just negative work. The orbit is the neat case: gravity is always perpendicular to the motion, so the satellite's speed never changes.
Put an efficiency calculation in order.
난이도 3/5 · 200 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
The input is always the larger number. An efficiency above 100% means the two were swapped, and dividing by the wasted energy is the other common wrong route.
이해했습니다
- 일 $W = Fs\cos\theta$ — $F$ 중 운동 방향으로만 해당되는部分组成
- 에너지는 보존되며, 효율 = 유효 ÷ 총 (항상 < 100%)
- power $P = \dfrac{W}{t} = Fv$