일률

안녕하세요.

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

지난 시간에는 과학에서 말하는 일이 무엇인지, 그리고 일의 양은 어떻게 구하는지에 대해 공부해보았습니다.

● 과학에서의 일

● 일의 양 구하기

이번 시간에는 '일률'이라는 개념에 대해 공부해보도록 합시다 ^^

*** 일률

■ 일률의 개념

일률의 정의는 '단위 시간 동안 한 일의 양' 입니다.

이렇게 이야기하면 쉽게 이해가 되지 않지요? 조금 더 쉽게 생각해봅시다.

저는 일률을 '일의 능률'이라고 생각하면 쉽게 이해가 되더라고요.

같은 시간 동안 일을 한다면, 더 많은 일을 한 쪽이 능률이 높은 것이고, 같은 일을 한다면 빨리 일을 마치는 것이 능률이 높은 거죠?

일률도 같은 개념으로 이해하면 됩니다.

같은 시간 동안 일을 한다면 한 일의 양이 많을 수록 일률이 크고, 같은 양의 일을 한다면 걸린 시간이 적을수록 일률이 큽니다.

종합하면 아래와 같이 정의할 수 있습니다.

일률은 일의 양에 비례하고, 시간에 반비례 한다.

■ 일률의 기호와 단위

일률은 영어로 'Power'라고 합니다. 그래서 일률의 기호를 'P'로 표기한답니다.

일률의 단위는 W (Watt, 와트)를 사용합니다. 일률의 단위는 증기기관을 발명한 제임스 와트의 이름에서 따온 것입니다.

제임스 와트 [James Watt, 1736 - 1819]

1W는 1초 동안 1J의 일을 할 때의 일률입니다.

예전에는 1마리의 말이 끄는 힘을 일률로 사용했는데요, 바로 '마력(Horse Power)'라고 부르는 단위입니다. 'HP'라고 표기하죠.

1HP은 약 735W 정도의 일률이라고 합니다.

정리를 해볼까요?

1W = 1J ÷ 1s = 1J/s

1HP ≒ 735W

[일률의 단위]

W(와트), HP(마력), J/s

■ 힘(F)과 속력(v)만으로 일률 구하기

일률은 일의 양과 걸린 시간이 주어져야 구할 수 있겠죠.

하지만 힘과 속력의 크기만 알아도 일률을 구할 수 있답니다.

이렇게 힘(F)과 속력(v)의 크기를 가지고도 일률의 크기를 구할 수 있답니다.

일률(P) = 일의 양(W) / 걸린 시간(t) = 힘(F) x 속력(v)

*** 여러가지 문제로 이해하기

자, 일률을 구하는 방법을 알아보았으니 문제로 확실히 개념을 다져봅시다.

■ 일률이 서로 다른 세 가지의 전동기로 같은 일을 하는데 각각 1분, 2분, 3분의 시간이 걸렸다. 세 전동기의 일률의 비는 얼마일까?

■ 질량이 10kg인 물체를 10m 올리는데 20초가 걸렸다. 일률은 얼마인가?

■ 수평면에 놓인 물체를 50N의 힘으로 5㎧ 속력을 유지하며 끌었다. 이때의 일률은?

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일률의 개념과 일률를 구하는 방법에 대해서 알아보았습니다. 교과서, 참고서에 나오는 다양한 유형의 일, 일률 관련 문제를 풀어보시고 확실하게 개념을 잡길 바랍니다 ^^

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