물리 칼럼) 역학적에너지 보존 문제 쉽고 빠르게 풀기 (물1 물2 공통)
게시글 주소: https://iu.orbi.kr/00035332322
블록체인이 오류나서 다시올리네요 ㅠㅜ
저번에 등가속도 운동을 비풀이로 쉽게 푸는 법에 대한 칼럼을 올렸는데, 그중에 잠시 소개드렸던 역학적 에너지 보존에 대한 내용을 좀 더 보충하고 싶어서 가져왔습니다!!
이번에도 물리학1 물리학2 둘 다 적용 가능한 내용을 가져왔는데요, 물리학2만 올리면 사람들이 잘 안보더라구요...
먼저 잠깐 역학적에너지에 관한 간단한 언급을 해보자면, 역학적에너지는 운동에너지와 퍼텐셜에너지의 합이죠?
또한 역학적에너지 변화량은 비보존력이 한 일과 같습니다.
비보존력은 보존력이 아닌 힘이고, 보존력은 중력, 탄성력, 전기력같은 퍼텐셜에너지를 만드는 힘입니다. 얘네 아니면 비보존력이라고 생각하시면 됩니다. 보통 마찰력, 장력이나 임의로 가한 외력 정도로 보면 될 것 같습니다.
뭐 어차피 지금은 물리학이라는 학문에 대한 얘기가 아니라 수능물리 문제를 쉽게 푸는 방법에 대해 얘기하려는 거니까 이 정도로 결과만 알려드리겠습니다. (궁금하면 찾아보세여 ㅋㅋ)
정리해보면
*역학적에너지
1.
2.
3. 보존력 : 중력, 탄성력, 전기력
4. 비보존력 : 보존력 빼고 다
두 번째 식을 잘 사용하면 편합니다. 문제에서 역학적에너지가 증가하냐 감소하냐에 대한 선지가 나오는데, 비보존력이 한 일이 역학적에너지의 변화량이라는것만 알면 운동에너지와 퍼텐셜에너지의 합을 고려할 필요가 없어집니다.
이 문제를 예시로 들어보면, ㄴ선지에서 A의 역학적에너지가 증가한다고 되있죠?
여기서 A에 작용하는 비보존력은 장력밖에 없네요. (중력은 보존력!) 따라서 이동방향과 장력의 방향이 동일하기 때문에 비보존력이 한 일은 양수입니다. 그러면 역학적에너지 변화량도 양수이기 때문에 역학적 에너지는 증가한다는 것을 바로 판단할 수 있습니다.
여기까지는 원래 하려던 얘기는 아니었는데, 에너지 얘기하는 김에 한번 이야기해보았습니다.
원래 주제로 돌아가서 역학적 에너지 보존에 대한 이야기를 해보겠습니다.
역학적 에너지 변화량에 대한 식은 두가지로 쓸 수 있습니다.
*역학적에너지 변화량
이정도 인데, 첫 번째는 변화량을 활용해서 쓴 것이고, 두 번째는 처음 에너지와 나중 에너지를 비교하면서 쓴 것입니다.
여기서 비보존력이 없이 보존력만 존재하게 되면, 역학적에너지 변화량이 없죠? 따라서 역학적에너지 보존 상태가 됩니다.
식으로 나타내보면
*역학적에너지 변화량
1.
2.
입니다.
보통은 에너지 보존 식을 세울 때 위 두가지 방식으로 식을 세우는 경우가 많은데요... 음 저는 질량쓰고 중력가속도 쓰고 하는게 귀찮아서요... 전 칼럼의 등가속도에서처럼 비율로 빠르게 풀 수는 없을까요?
문제를 빠르고 쉽게 풀기 위해서는 약간의 귀차니즘이 필요합니다. 그래야 빠른 길을 찾기 위해 노력하거든요...
첫 번째 식을 활용해보겠습니다. 가 되죠? 이는 역학적에너지가 보존되면 (운동에너지 증가량) = (퍼텐셜에너지 감소량)이라는 말이 됩니다.
부호따위는 그냥 절댓값 씌워서 양수 넣고 같다고 해주면 되겠네요
그러면 가 됩니다. 여기서 질량 날라가는거 보이시죠?
라는 식이 뽑아져 나옵니다.
여기서 알 수 있는 사실은 역학적에너지가 보존될 때 속도는 높이와만 관련이 있다는 것입니다.
즉, 높이의 변화량은 속도제곱의 변화량에만 비례합니다.
이 사실을 사용하면 문제를 빠르게 비율로 접근할 수 있습니다.
높이가 2만큼 늘 때의 속도제곱차가 4면
높이가 4만큼 줄 때는 속도제곱차가 8이 된다는 사실이죠
문제에서 적용해보겠습니다.
먼저 A에서 B로 갈 때 만큼 늘었고, 속도제곱차는 이네요
그리고 B에서 C로 갈때의 속도제곱차는 이니까 높이는 만큼 늘었네요 따라서 답은 1번!
이렇게 비율만 가지고 풀 때도 있고, 정량적인 계산이 필요하면 높이 쪽에 만 곱해줘도 등호를 붙일 수 있답니다.
이 문제가 딱 이 내용만 알면 풀 수 있어서 가져와봤는데요, 이렇게 높이변화와 속도제곱변화 비교하는 건 물리학1이나 물리학2의 킬러풀때도 중간중간 애용되는 내용으로, 계싼이 매우 편해집니다.
이건 어려운 킬러문제죠? 여기서도 똑같은 방법으로 쉽게 계산해보겠습니다.
이번 칼럼은 저번 등가속도 운동 비풀이 칼럼과는 다르게 문제 푸는 중간중간에 요긴하게 꺼내서 쓸 수 있는 내용으로 가져와봤습니다.
물론 많이 아실만한 내용이긴 하지만, 모르시는 분들도 계시기에 가져와봤어요 ^^7
등가속도 운동 비풀이로 빠르게 푸는 방법이 궁금하신 분들은 여기로 와주세요 ㅎㅎ
물리 칼럼) 비풀이로 등가속도 운동 빠르게 풀기 (물1,물2 둘다)
물리 칼럼) 등가속도 운동 비풀이 – 문제적용
댓글 많이많이 써줘요 ㅠㅠㅠㅠ
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
힘들어하는 모습 보고시포
-
괴로워하는 모습 보고 싶다
-
김종익 개념 듣고 검더텅으로 기출 풀었습니다. 이번 6모는 2나왔어요. 이 다음에...
-
기아 타이거즈 전반기 1위는 못 참겠다
-
난 정신과 의사 근데 환자에 더 가까운 것 같아서 포기함
-
국영수 1등급 쟁취하기
-
시험장에서 못 봐서 성적표가 안 나와 그러는데, 화작 72면 백분위 몇정도 됨?...
-
시발점복습어케함 2
아니 분명히 예전에 다풀었는데 수1 수2 내신대비한다고 안했더니 다까먹음 시발점 복습하는법좀
-
수학 하 개념~준킬러(킬러) 까지 푸는데 한달컷 가능?
-
현생에선 옥 거의 안하는데 오르비만 오면 욕 많이하네 이제 ㄹㅇ 아예 안해야지
-
재미있어따
-
최종내신 1.01 14
하 ㅠㅠㅠㅠㅠ 중간때 국어 3떠서 진짜 끝난줄알앗는데 올렷다.... 내자신 수고했다
-
국어랑 사탐1컷에 영어2면 수학(확통) 백분위 어느정도 나와야 합격가능할까요??
-
정법 질문 1
연립내각 구성 시 연립내각을 구성한 당의원 사이에서만 행정부수반이 나올 수 있는지...
-
뭘 하나 더 듣고 한다고 해서 성적이 드라마틱하게 변하진 않는답니다.오히려 컨텐츠에...
-
앤더슨이랑 하트랑 뻑유하다가 벤클남
-
4월 파일에 5월 출제문항 해설 파일 덮어씌웠네 해설 써드릴게요
-
그래 이거거든...
-
오프 시즌5 살 수 있다는데 살까요 담주부터 옛기출 풀 생각이었고 매월승리 있음
-
4등급 뉴런 5
확통4인데 새로 다니게 된 학원쌤이 자꾸 수특만 시켜서.. 학원 그만두고 뉴런...
-
어어 한 번 더 볼까??
-
빨리 클릭하기 테스트니 뭐니를 안 했어야 했는데 야발
-
머리 개아프다 4
아어오오오
-
올해는 뭔가 다른가?
-
날잡고 해당과목 개념 몰빵해서 듣기 일단 기출 깨지면서 풀기 벅벅하면서 깨지기 또...
-
사탐런할건데 사문은 이미햇고 하기싫은과목 빼면 지리랑 경제정법 남는데 경제는...
-
1초하니깐 13뜨네 휴 난 13이 한계인가봐 물론 한 손으로만 님들도 해보셈...
-
배고파 저녁이 너무 늦어짐
-
나 곧 6살이네 3
20살까지 14년....!
-
피드백 과학기술 0
기출 푼 지 2달 정도 지나고 나서 과학기술만 모아서 풀어보니까 느낀 점 : 지문...
-
5실점 블론이라니
-
청주교육대학교 교육부에 민원 넣었습니다. 어떻게 될진 모르지만 정말 힘든 시기를 보냈습니다. 앞으로는 평온하게 지내고 싶네요. 3
청주교육대학교의 정신장애인 학생 차별 및 명예훼손 교수의 모욕적인 언사 일방적인...
-
곧 23살 이구나 23
-
흐흐
-
그만해라 4
형 화날라그래
-
ㅈㄱㄴ
-
1등급만 맞기만 하면 사탐 중 추천하는것이 있을까요? 4
두 과목 골라주세요.
-
29일차
-
매번 연락와도 씹고 잠수탔는데 요즘은 좀 외로워서 연락 다 봄 근데 나가기 귀찮은건...
-
모두화이팅-!
-
안냐소! 방가씀다! 지놔는 수눙지곽점뭉가! 오쥬님다! 17
흐하핳하하하핳하하하하하하하하하핳 도미토리 학생, 그런 드립 치면 안됩니당!...
-
누구더라 망고하니까 생각남
-
라인 백분위 2
국어 79 수학 83 영어 3 사문 88세지 93 이정도면 어디 가요?
-
종류 가리지 않고 시발 이건 뽕 좀 찬다 싶은 거
-
친친친친
-
원래 안그랬잖아 나 감동받으려그래
-
비주얼이 강적임;;
-
대화 한 번 해본 적 없는 여자애가 하나 누르고 사라져서 니가 내 프로필을 왜 봐...
-
그림 보면 C부분이 온난전선인데 ㄷ에서 C의 상공에서 고도가 높아질수록 기온이...
저한테 필요한 칼럼이군요