일과 에너지

1 일과 일률

 

1. 일(work : W)

 

- 일은 물체에 작용된 힘(F)과 힘의 방향으로 이동된 거리(D)의 곱이다.

- 일 = 힘 X 거리 (W = F X D)이다.

- 일 = 작용함 임 X 변위(힘 방향의 변위)이다.

- 일의 단위 : 힘의 단위(N)와 거리의 단위(m)를 곱한 Nm로서 줄(joule : j)을 사용한다.

- 1Nm = 1 Joule이다.

 

일과 에너지

 

 

2. 역학적 일

 

- 힘이 물체에 작용하여 힘의 방향으로 위치가 변하거나 가속, 감속되는 경우이다.

예시) 바닥에 있는 바벨을 머리 위까지 올린다, 머리 위에서 바닥으로 바벨을 내려놓는다. 바벨을 다시 바닥에서 가슴 높이 까지 올린다, 역도 인상에서 선수가 바벨을 들어 올린다.

 

 

3. 역학적 일이 아닌 경우의 예시

 

- 바벨을 든 상태로 좌우로 움직이는 경우는 힘의 방향으로 변위가 0이다.

- 다이빙 선수가 다이빙 보드에 서 있는 동안 다이빙 선수의 운동에너지는 없다.

- 상자를 들고 수평으로 걷는 경우이다.

- 체중 900N의 역도선수가 1000N의 바벨을 들고 가만히 서 있는 경우이다.

- 큰 건물의 벽에 대고 힘을 썼지만 벽의 위치의 변호가 없다.

- 등척성 운동 시에는 수행된 역학적 일은 0이다.

 

ㅊ

 

 

4. 일률(power)

 

- 같은 양의 일을 하는 데 시간이 얼마나 걸리는가 하는 능률이다.

- 파워라고도 하며 순발력과 같은 개념이다.

- 역학적 일의 강도에 대한 가장 좋은 좋은 지표이다.

- 일률 = 작용한 힘 x 힘 방향의 속도를 말한다.

- 일률 = 힘 x 거리 / 시간을 말한다.

- j/s의 단위를 사용하고 와트(Watt : W)라고 한다.

- 1W는 1초 동안 1J의 일을 수행한 것이다.

 

일과 에너지

 

 

 

2 에너지

 

1. 에너지의 정의

 

일을 할 수 있는 능력이다..

 

 

2. 역학적 에너지 보존법칙

 

- 역학적 에너지 : 운동하는 인체의 총에너지이다.

- 역학적 에너지  = 운동에너지 + 위치에너지 = 1/2MV2 + 9.8MH = 일정하다.

 

※ 외력이 없다면 다이빙 선수가 다이빙대에서 수면으로 입수를 시도할 때 위치에너지는 감소하지만 운동에너지는 증가하는 것처럼 에너지 형태의 전환은 일어나지만 두 에너지의 합인 역학적 에너지는 사라지지 않고 동일하게 보존됩니다.

 

일과 에너지

 

 

3. 역학적 에너지의 종류

 

- 운동에너지 : 운동하고 있는 물체가 갖게 되는 에너지를 말한다.

- 위치에너지(중력에 의한 위치에너지) : 높이에 따라 갖게 되는 에너지이다.

- 탄성에너지(탄성에 의한 위치에너지) : 스프링과 고무줄처럼 원상태로 되돌아가려고 하는 성질의 에너지다.

예시) 장대높이뛰기에서 장대에 저장되는 에너지 : 장대높이뛰기는 운동, 탄성, 위치에너지가 모두 작용되는 종목이다.