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일과 에너지

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by

hojin kim

on 23 May 2013

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Transcript of 일과 에너지

1-1. 과학에서의 일 1. 일과 일률 2-1. 편리한 도구 2. 일의 원리 3. 일과 에너지 1-2. 일률 1-3. 일과 에너지 * 일 : 물체에 힘이 작용하여

물체가 힘의 방향으로 움직일 때 일이 아닌 경우 1) 물체가 이동하지 않는 경우 2) 힘이 작용하지 않는 경우 3) 작용하는 힘의 방향과
물체의 이동 방향이 수직인 경우 벽 밀기, 물건들고 가만히 서있기 킥보드 위에 탄 채 이동 가방을 들고 수평 이동, 쥐불놀이 한 일의 양 물체에 작용한 힘이 크고, 물체가 이동한 거리가 길수록 한 일의 양은 많다. 1) 일의 계산 : 일(W) = 작용한 힘(F) X 이동 거리(s) 2) 일의 단위 : J(줄), N.m, kgf.m 3) 1 J = 1N의 힘으로 물체를 1m 이동시키는 동안의 힘 4) 물체를 밀 때 한 일의 양 마찰력 X 이동 거리 5) 물체를 들어 올릴 때 한 일의 양 무게 X 들어올린 높이 물체를 민 후 들어 올릴 때 한일 수평방향 : 마찰력 X 이동거리 수직방향 : 물체의 무게 X 높이 + (문제) 철수는 바닥에 놓여 있던 무게가
20N인 물체를 천천히 1m 들어 올린 후
수평으로 10m 걸어가서 1m 높이의 탁자에
놓았다.

철수가 한 일의 양은 몇 J인가? 풀이 물건을 수직으로 들어올리는 일 물건을 든 채 수평 이동 무게 X 이동거리 = 20N X 1m = 20 J 작용하는 힘과 이동 거리가 수직이므로 일의 양은 0 일률 일률 : 일을 하는 빠르기를 나타내는 양 일을 할 때 얼마나 능률적으로 하는가를 나타내는 양 단위시간(1초)동안 한 일의 양 *일률(P) = 한 일의 양(W) 걸린 시간(t) * 일률의 단위 : W(와트), HP(마력) 1W : 1초 동안 1J의 일을 할 때의 일률(1J/s) = 1N.m/s 마력(HP : Horse Power) - 자동차, 선박, 전동기 등의 일률을 나타내는 단위 - 1HP = 질량 75kg인 물체를 1초에 1m씩 들어 올릴 때의 일률 75kgf x 1m/1s = 75x9.8x1/1 735 N x 1m/1s = 735J/s = 735W 1) 한 일의 양이 같을 때 걸린 시간이 짧을수록
일률은 크다 일률은 시간에 반비례한다. 2) 같은 시간 동안 일을 할 때 한 일이 많을수록
일률은 크다. 일률은 한 일의 양에 비례한다. 일률과 시간 , 일과의 관계 굴착기를 사용하여 무게가 1000 N인

흙을 2m 들어올리는 데 5초가 걸렸다.

이 굴착기의 일률은? 일률 = 한 일의 양 / 시간 = 힘 x 이동 거리 / 시간 1000 N x 2m /5 s = 400 W 에너지 : 일을 할 수 있는 능력 역학적 에너지, 전기 에너지, 화학 에너지

열에너지, 빛에너지, 핵에너지 에너지의 단위 : J(줄) 물체에 일을 해주면 일을 받는 만큼 물체의 에너지는 증가 물체가 일을 하면 그 만큼 물체의 에너지는 감소 2-2. 일의 원리 지레 1. 지레의 3요소 : 작용점, 받침점, 힘점 1) 작용점 : 물체에 힘이 작용하는 지점 2) 받침점 : 지레를 받쳐 주는 지점 3) 힘점 : 지레에 힘을 가하는 지점 2. 지레가 수평을 이루기 위한 조건 물체의 무게(w) x 받침점에서 작용점까지 거리(a) = 작용한 힘(F) x 받침점에서 힘점까지 거리(b) 1. 지레로 물체를 들어올릴 때 작용하는 힘의 크기(F) w x a = F x b 에서 F = w x a/b b가 a보다 길수록 같은 물체를 들어올릴 때
작용하는 힘의 크기 감소 2. 물체를 h 높이만큼 들어올리기 위해 지레를 누르는
거리(H) h : H = a: b 에서 H = h x b/a b가 길어져 작은 힘으로 물체를 들어 올릴수록
지레를 눌러야 하는 거리 H는 점점 증가한다. 지레의 구분 제 1종 : 작용점 - 받침점 - 힘점 제 2종 : 받침점 - 작용점 --- 힘점 제 3종 : 받침점 - 힘점 - 작용점 가위 외발수레 핀셋, 집게 언제나 작용점이 받침점 가까이 --- 작은 힘으로 큰 힘을 얻음 힘점이 받침점에 가까이 --- 힘은 손해, 거리는 이익 장도리, 병따개, 손톱깎이, 낚싯대, 시소 ? 문제 해결 1. 농도 10% 인 소금물 200g + 농도 20%인 소금물 300g 소금물의 농도는 ? 2. 농도 5% 소금물 200g + 농도 10% 소금물 xg -->
농도 8% 소금물 농도 10% 소금물의 양은? 일반적인 풀이 10% 소금물 200g에 들어있는 소금의 양 = 200 x 10/100 = 20g 20% 소금물 300g에 들어있는 소금의 양 = 300 x 20/100 = 60g 따라서, 소금물의 농도는 20 + 60 / 200 + 300 = 16% 농도가 10%인 소금물의 양을 xg이라고 하면 (200 x 5/100) + (x x 10/100) = (200 + x) x 8/100 x = 300 g 받침점의 위치에 따라 얻는 힘의 크기가 다름 지레의 원리로 해결하자! 형성평가 300N 0.5m 1.5m 1. 사람은 적어도 몇 N의 힘으로 지레를 눌러야 하는가? (단, 지레의 무게는 무시한다.) F 2. 물체를 50cm 들어올렸다면 물체에 한 일의 양은?
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