일과 에너지

안녕하세요.

제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.

지난 시간에는 과학에서 말하는 힘과 일에 대해서 공부를 했습니다. 이번 시간에는 과학에서 말하는 에너지에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 힘과 일에 대한 개념을 확실히 잡고 이번 학습 자료를 공부해주시길 바랍니다.

● 과학에서의 일

*** 에너지

■ 정의

과학에서 말하는 에너지의 정의는 다음과 같습니다.

에너지: 일을 할 수 있는 능력

에너지는 일을 할 수 있는 능력입니다. 즉, 에너지 만큼 '일'을 할 수 있는 것이죠.

■ 에너지의 단위

에너지는 일을 할 수 있는 능력이기 때문에 단위도 일과 같은 단위를 사용합니다.

에너지의 단위 = 일의 단위

J, N·m

*** 일과 에너지의 전환

일과 에너지는 서로 전환될 수 있습니다. 

이 개념이 정말 중요한데요, 간단하게 예를 들어서 이해해보도록 합시다.

■ 물체가 일을 할 때

수평면에서 등속으로 운동하는 구슬의 에너지를 10J이라고 가정해보겠습니다. 이 구슬이 다른 정지해있던 상자와 충돌하여 상자를 어느정도 밀어내고 정지하였습니다. 운동하고 있던 구슬이 정지했으므로 10J의 에너지가 0J이 되었겠지요. 그렇다면 구슬이 정지해있던 상자에 해준 일은 얼마일까요? 네, 바로 10J 만큼의 일을 해준 것이 됩니다.

물체가 가지고 있는 에너지만큼 일을 할 수 있는 것이죠. 에너지를 가진 물체가 일을 하면 일을 한 만큼의 에너지가 감소하게 됩니다.

■ 물체에 일을 해줄 때

그렇다면 이번에는 수평면에 정지해있는 구슬에 우리가 10J의 일을 하여 밀어주었다고 합시다. 구슬이 움직이기 시작하겠지요? 이때 구슬이 가진 에너지는 얼마일까요? 네, 마찬가지로 우리가 해준 10J의 일 만큼 구슬도 10J의 에너지를 가지게 됩니다.

물체에 해 준 일 만큼 물체의 에너지가 증가하게 됩니다. 

다시 한 번 정리해봅시다.

일과 에너지는 서로 전환 될 수 있다

에너지 ↔ 일

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아주 짧은 내용이지만 일과 에너지가 서로 전환 될 수 있다는 개념은 무척 중요합니다. 다음 시간에는 운동 에너지, 위치 에너지에 대해서 알아볼텐데요, 일과 에너지가 서로 전환될 수 있다는 개념을 꼭 먼저 알아두어야 여러가지 문제들을 쉽게 해결할 수 있습니다.

과학에서 말하는 힘과 일, 그리고 에너지에 대한 정의를 다시 한 번 공부해주세요!

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