운동 에너지
Kinetic energy
자전거를 두 배 빠르게 달리면 멈추기가 왜 두 배보다 훨씬 더 어려울까요?
무슨 일이 일어났나
운동 에너지는 움직이는 물체가 가진 에너지입니다. 미국 에너지정보청(EIA)은 이를 «움직이는 물체에 저장된 에너지» 라고 설명합니다.
NASA 가 적는 식은 Ek = ½·m·V² 입니다. 질량이 두 배면 에너지도 두 배지만, 빠르기가 두 배면 네 배가 됩니다.
시뮬레이터에서 1 kg 공을 10 m/s 로 던지면 운동 에너지 50 J, 20 m/s 면 200 J 입니다. 공이 오르는 동안 운동 에너지는 위치 에너지로 바뀌었다가, 내려오며 다시 돌아옵니다.
그래서 빠르게 달리는 자전거를 멈추려면 브레이크가 훨씬 많은 에너지를 열로 바꿔야 합니다.
📸 진짜 모습
불러오는 중…📸 사진미국 애리조나 북부의 미티어 크레이터를 하늘에서 본 모습 — 쇠·니켈 운석이 부딪혀 생긴 사발 모양 구덩이입니다.
출처: USGS · 퍼블릭 도메인 · USGS 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 축구공을 살짝 찰 때와 세게 찰 때 골키퍼 손이 받는 충격이 크게 다른 것은, 공의 에너지가 빠르기의 제곱으로 늘기 때문입니다.
- 학교 앞 길에서 자전거 빠르기를 반으로 줄이면 운동 에너지는 4 분의 1 이 되어 훨씬 짧게 멈출 수 있습니다.
- 선풍기 날개는 돌면서 운동 에너지를 품고 있어서, 전원을 꺼도 한동안 계속 돕니다.
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빠르기가 두 배가 되면 운동 에너지도 두 배가 된다.
NASA 의 식 Ek = ½·m·V² 처럼 운동 에너지는 빠르기의 제곱에 비례해서, 빠르기가 두 배면 네 배가 됩니다. 출처
누가 왜 찾았나
NASA 의 다트(DART) 우주선은 2022 년 시속 약 22,530 km 로 소행성 디모르포스에 일부러 부딪혔습니다. 무엇으로 소행성을 밀어 주는 대신, 날아가는 우주선 자체의 운동 에너지와 운동량으로 소행성의 길을 바꿀 수 있는지 시험한 «운동 충돌체» 방식입니다. 그 뒤 디모르포스가 디디모스를 한 바퀴 도는 시간이 32 분 짧아졌습니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 운동과 에너지 [9과19-03]
- 한국 2022 · 물리학 · 힘과 에너지 [12물리01-04]
- 호주 v9 · AC9S8U05
출처
이어서 보기
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