| English | 의미 |
|---|---|
| work/wɜːk/ | 일 |
| joule/dʒuːl/ | 줄 |
상자를 들이키며 땀을 흘리는데도 — 왜 상자에게는 에너지를 전달하지 않는가?
- 무거운 상자를 들고 평평한 바닥 위를 걸으십시오. 피곤하긴 하지만, 물리학적으로 이 상자에 일을 하지 않습니다.
- 일은 힘과 힘의 방향에서의 이동이 모두 필요합니다.
- 위쪽으로 힘을 가하는 것은 옆으로 걷는 방향과 수직이므로, 상자에게 에너지를 전달하지 않습니다.
- 이 원리를 이해하는 것이 전체 에너지 개념의 핵심입니다.
일의 정의
- 일은 힘에 이동 거리(힘의 방향 성분)를 곱한 값: $W = F d \cos\theta$.
- $\theta$은 힘과 변위 사이의 각도입니다.
- 이는 스칼라이며 단위는 줄($1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m}$)입니다.
- 일은 물체에 에너지가 전달되는 방식입니다.
로프가 $5\ \text{m}$ 각도에서 $20\ \text{N}$의 힘으로 썰매를 $60^\circ$ 거리만큼 당깁니다 ($\cos 60^\circ = 0.5$). 총 몇 줄의 일이 이루어졌습니까?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$W = Fd\cos\theta = 20 \times 5 \times 0.5 = 50\ \text{J}$.
일은 ____ (에너지와 동일한 단위)로 측정됩니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$1\ \text{J} = 1\ \text{N·m}$ — 일과 에너지는 모두 줄(Joule)을 사용합니다.
평행 성분만 고려함
- 힘을 이동 방향 성분과 수직 성분으로 분해하십시오.
- 이동 방향 성분, 즉 $F\cos\theta$만이 일을 합니다.
- 이동 방향과 $90^\circ$각을 이루는 힘($\cos 90^\circ = 0$)은 일을 하지 않습니다.
- 이것이 상자를 수평으로 들고 이동하거나 위성이 원형 궤도를 도는 데 일이 없는 이유입니다.
경사면에서의 일
경사면의 기울기와 질량을 변경하여 블록을 이동시키기 위해 필요한 일의 양을 확인하세요.
힘이 물체의 운동 방향과 $90^\circ$ 각도를 이룹니다. 이 힘은 몇 줄의 일을 합니까?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$\cos 90^\circ = 0$, 즉 $W = Fd\cos 90^\circ = 0$입니다. 수직 힘은 일을 하지 않습니다.
양의 일, 음의 일, 그리고 제로 일
- 양의 일: 힘이 이동 방향 성분을 가질 때(당겨서 가속시키는 힘).
- 음의 일: 힘이 이동 방향과 반대일 때(마찰력 또는 떨어지는 공을 잡을 때).
- 제로 일: 힘이 수직이거나 이동이 전혀 없을 때.
- 음의 일은 에너지를 제거하고, 양의 일은 에너지를 추가합니다.
moving box에 음의 일이 이루어지는 상황은 무엇입니까?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
마찰력은 운동과 반대 방향($\theta = 180^\circ$, $\cos = -1$)으로 작용하므로 음의 일을 하여 에너지를 제거합니다.
힘이 물체에 영의 일을 하는 모든 경우를 선택하세요.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
영의 일은 $\cos\theta = 0$(수직) 또는 $d = 0$(운동 없음)을 필요로 합니다. 운동 방향과 일치하는 힘은 양의 일을 합니다.
이동이 없으면 아무리努力去做도 일이 없습니다. 움직이지 않는 벽을 밀어도 물리적으로는 일이 0입니다. 또한 이동과 수직한 힘 — 돌리는 줄의 장력 같은 경우 — 역시 일을 하지 않습니다.
움직이지 않는 벽에 세게 밀어도 물리학적으로는 많은 일이 이루어집니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
변위가 없으면 $W = 0$이며, 얼마나 세게 밀더라도 마찬가지입니다.
로프가 $5\ \text{m}$ 스킷에 $20\ \text{N}$의 힘으로 지면과 $60^\circ$ 각도를 이루며 당긴다 ($\cos 60^\circ = 0.5$).
- $W = Fd\cos\theta = 20 \times 5 \times 0.5 = 50\ \text{J}$.
당김의 수평 성분인 $20\cos 60^\circ = 10\ \text{N}$만이 $5\ \text{m}$거리에 대해 일을 합니다.
일은 에너지를 전달합니다: $W = Fd\cos\theta$(스칼라,单位为焦耳). 이동 방향의 힘 성분만이 일을 하므로, 수직한 힘은 일을 하지 않습니다. energies를 추가할 때는 양수이고, 제거할 때는 음수입니다.