역학적 에너지의 전환







위치 에너지

물체의 위치 에너지는 물체나 계에 저장되는 에너지입니다. 영어로는 ‘잠재되어’ 있다는 뜻에서 “potential energy”라는 용어를 사용하며 Ep로 표시합니다.
일반적으로 위치 에너지라고 하면, 중력에 의한 위치 에너지를 말하며 물체의 질량과 높이에 비례합니다.
용수철이 외력에 의해 변형되면 에너지를 가지게 되는데, ‘탄성력에 의한 위치 에너지’라고 말합니다.

\[ \begin{align} 중력에\;의한\;위치\;에너지\;E_p &= 9.8 m h \\ 탄성력에\;의한\;위치\;에너지\;E_p &= \frac{1}{2}mx^2 \end{align} \]

m: 질량(kg)
h: 높이(m)
k: 용수철 상수(N/m)
x: 용수철의 변형 길이(m)

운동 에너지

운동 에너지는 운동하고 있는 물체 또는 입자가 갖는 에너지입니다. Ek로 표시합니다.
정지 상태에서의 운동 에너지는 ‘0’이므로, 운동 에너지는 질량 m인 물체를 속력 v까지 가속시키는데 필요한 에너지가 됩니다.

\[ 운동\;에너지\;E_k = \frac{1}{2}mv^2 \]

m: 질량(kg)
v: 속력(m/s)

에너지의 전환

한 에너지는 다른 에너지로 전환될 수 있습니다. 마찰로 인한 손실이 없다면 에너지는 100% 다른 에너지로 전환될 수 있습니다.
손실된 에너지는 열의 형태로 빠져 나갑니다.