Free Fall Experiment

자유 낙하 실험

낙하 높이와 속력을 알 수 있는 간단한 시뮬레이션입니다. 자유 낙하 운동 지구상의 모든 물체는 중력의 영향을 받습니다. 공기와의 마찰이 없다면 자유 낙하하는 모든 물체의 속력은 1초마다 9.8m/s씩 빨라집니다. 자유 낙하하는 물체의 낙하 시간을 \(t (s, 초)\), 속력을 \(v (m/s)\), 이동 … more

Conservation of Mechanical Energy

역학적 에너지의 전환 2

역학적 에너지 롤러코스터가 높은 곳에서 내려오는 동안 높이는 낮아지고 속력은 점점 빨라지므로, 위치 에너지는 감소하고 운동 에너지는 증가합니다. 따라서 롤러코스터가 내려오는 동안에는 위치 에너지가 운동 에너지로 전환됩니다. 한편 롤러코스터가 올라가는 동안 속력은 점점 느려지고 높이는 높아지므로, 운동 에너지가 감소하면서 위치 … more

Moment of Inertia

관성 모멘트

구름 마찰은 있고, 미끄럼 마찰은 없다고 가정한 시뮬레이션입니다. 실린더와 육면체는 철의 밀도(7.874g/cm³)를 가정했습니다. 왜 굴러가는 물체는 미끄러져 내려가는 물체보다 느리게 내려갈까요? 결론적으로 얘기하면, 물체를 회전시키는데 에너지의 일부를 낭비했기 때문입니다. 그에 반해 회전없이 미끄러지는 물체는 주어진 위치에너지를 100% 병진 운동에너지로 바꿀 … more

Potential energy ↔ Kinetic energy ↔ Elastic energy

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 … more

Potential energy by gravity

중력에 의한 위치 에너지

중력에 의한 위치 에너지 무거운 물체를 들어 올리는 일을 하면 물체의 중력에 의한 위치 에너지가 증가합니다. 질량 m인 물체를 높이 h 만큼 들어 올릴 때 한 일의 양은 다음과 같이 얻을 수 있습니다. (중력에 의한 위치 에너지) 중력에 의한 위치 … more

Potential energy due to gravity

퍼텐셜(위치) 에너지 측정 실험에서 물체를 천천히 들어 올리는 이유는?

퍼텐셜(위치) 에너지 측정 실험에서 물체를 천천히 들어 올리는 이유는? 어떤 물체에 힘을 가하여 물체를 힘의 방향으로 움직이는 경우, 우리는 물체에 일을 했다고 말합니다. 물체를 들어 올리는데 필요한 최소한의 힘은 \(mg\;(≒9.8×m)\)입니다. \(mg\)보다 작은 힘이라면 중력에 의해 아래 방향으로 가속되고, \(mg\)보다 큰 … more

Conservation of Mechanical Energy in Rollercoaster

롤러코스터의 역학적 에너지 보존

역학적 에너지 보존법칙 롤러코스터를 살펴보면 아주 재미있는 것을 발견할 수 있습니다. 아니, 아무것도 발견할 수 없다는 것이 오히려 재미있는 것인가요? 바로 롤러코스터 바디에는 엔진이 없다는 것입니다. 처음에 외부 모터를 이용해서 롤러코스터를 가장 높은 곳까지 끌어올립니다. 그러면 그 이후에는 롤러코스터가 저절로 … more

The principle of riding a swing

그네 타기의 원리

꼬마도 알고 있는 그네 타기의 비법 “어떻게 그렇게 높이 올라갈 수 있니?” 세상에는 누구나 알고 있지만, 그 원리를 말로 설명하기 힘든것이 있습니다. 그 중의 하나가 그네 타는 방법이라고 생각합니다. 그네 타는 방법을 물리적으로 설명할 수 있을까요? 움직이는 그네의 중간 지점에서 … more

What is the fastest at the moment of hitting the ground? (Terminal Velocity)

땅에 닿기 직전 가장 빠른 것은?

역학적 에너지 역학적 에너지는 위치 에너지와 운동 에너지의 합을 말합니다. 역학적 에너지 = 위치 에너지 + 운동 에너지 Em = EP + EK 역학적 에너지 보존 마찰이 없다면, 물체의 처음 역학적 에너지 합은 나중 역학적 에너지 합과 같습니다. 즉, 물체의 … more