역학적 에너지 보존
물체가 운동하면 그 에너지는 운동(운동 에너지)과 위치(위치 에너지) 사이를 오갈 수 있다. 마찰과 공기 저항이 에너지를 빼앗지 않는 한, 총 역학적 에너지는 일정하게 유지된다. 떨어지는 물체는 높이를 속도로 바꾸고, 올라가는 물체는 속도를 높이로 바꾼다 ― 그 합은 변하지 않는다.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — 총 역학적 에너지 (J): 운동 에너지와 위치 에너지의 합. 마찰이 없으면 보존된다
- m — 질량 (kg): 물체가 가진 물질의 양
- v — 속력 (m/s): 그 순간 물체가 움직이는 빠르기
- g — 중력 가속도 (m/s²): 중력의 당김. 지표면 근처에서 약 9.8 m/s²
- h — 높이 (m): 기준면에서 잰 물체의 높이
2 kg 공이 지면 위 5 m 높이에서 4 m/s로 움직인다. g = 9.8 m/s²일 때, 역학적 에너지의 총합은?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J