q1: 직선운동과 회전운동에서 ‘일(work)’은 에너지 전이의 개념
a1:
직선운동과 회전운동에서 ‘일(work)’은 에너지 전이의 개념으로, 각각 다음과 같이 정의되고 계산됩니다.
1. 직선운동에서의 일
• 정의:
직선운동에서 일은 힘이 물체를 일정 방향으로 이동시킬 때, 그 힘이 이동 방향에 기여한 거리와 관련된 에너지 전이입니다.
• 공식:
W = F * d * cos(\theta)
• W는 일(줄, J)
• F는 힘(뉴턴, N)
• d는 이동 거리(미터, m)
• \theta는 힘의 방향과 이동 방향 사이의 각도
예를 들어, 힘과 이동 방향이 일치하면 (\theta = 0) \cos(0) = 1이 되어 W = F * d가 됩니다.
2. 회전운동에서의 일
• 정의:
회전운동에서 일은 토크가 회전축을 중심으로 물체에 회전 효과를 일으키며, 그 회전각만큼 에너지가 전이되는 것을 의미합니다.
• 공식:
W = \tau * \Delta\theta
• W는 일(줄, J)
• \tau는 토크(뉴턴미터, N·m)
• \Delta\theta는 회전각(라디안)
예를 들어, 일정한 토크가 작용하여 물체가 2 라디안 회전하면, W = \tau * 2가 됩니다.
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