일 (힘 × 이동 거리)
Work (force × distance)
같은 힘으로 상자를 밀어도, 상자가 더 멀리 움직이면 «일» 을 더 많이 한 걸까요?
무슨 일이 일어났나
과학에서 «일» 은 힘을 주어 물체를 그 힘의 방향으로 움직였을 때 생기며, 힘 × 움직인 거리로 셉니다.
일의 단위는 줄(J)이고, NIST 의 SI 안내에 따르면 1 J = 1 N·m 입니다. 일 · 에너지 · 열량이 모두 같은 줄을 씁니다.
2 kg 공에 걸리는 중력은 2 × 9.81 ≈ 19.6 N 이고, 10 m 떨어지면 중력이 한 일은 약 196 J 입니다. 시뮬레이터에서 그 일이 땅에 닿을 때의 운동 에너지 196 J 로 나타납니다.
높이를 20 m 로 두 배 하면 운동 에너지도 392 J 로 두 배가 됩니다 — 같은 힘이면 일은 움직인 거리에 비례합니다.
💡 생활 속 예시
- 교실 책상을 같은 힘으로 밀어 옮길 때, 2 m 밀면 1 m 밀 때보다 두 배의 일을 합니다.
- 자전거 페달을 밟아 바퀴를 돌리면 다리가 한 일이 자전거가 앞으로 가는 움직임으로 바뀝니다.
- 장바구니를 들고 아파트 계단을 한 층 오르면, 장바구니를 그 높이만큼 들어 올리는 일을 한 것입니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
영국의 제임스 줄은 떨어지는 추가 줄을 당겨 물속의 날개(패들)를 돌리게 하는 장치를 썼습니다. 날개가 물을 휘저으면 물 온도가 조금 올랐는데, 줄은 그 온도 오름이 떨어지는 추가 한 일의 양에 정비례한다는 것을 찾았습니다. 런던 과학박물관 그룹은 줄의 «열의 일당량» 이 에너지라는 생각을 세우는 데 결정적이었다고 적습니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 운동과 에너지 [9과19-03]
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Forces
- 일본 · 中学校 第1分野 (5) 運動とエネルギー
출처
이어서 보기
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