일(물리학)

덤프버전 :

분류


고전역학
Classical Mechanics


[ 펼치기 · 접기 ]
기본 개념
텐서(스칼라 · 벡터) · 모멘트 · 위치 · 거리(변위 · 이동거리) · 시간 · 공간 · 질량(질량중심) · 속력(속도 · 가속도) · 운동(운동량) · · 합력 · 뉴턴의 운동법칙 · (일률) · 에너지(퍼텐셜 에너지 · 운동 에너지) · 보존력 · 운동량 보존의 법칙 · 에너지 보존 법칙 · 질량 보존 법칙 · 운동 방정식
동역학
비관성 좌표계(관성력) · 항력(수직항력 · 마찰력) · 등속직선운동 · 등가속도 운동 · 자유 낙하 · 포물선 운동 · 원운동(구심력 · 원심력 · 등속 원운동) · 전향력 · 운동학 · 질점의 운동역학 · 입자계의 운동역학 · 운동 방정식
정역학 강체 역학
정적 평형 · 강체 · 응력(/응용) · 충돌 · 충격량 · 각속도(각가속도) · 각운동량(각운동량 보존 법칙 · 떨어지는 고양이 문제) · 토크(비틀림) · 관성 모멘트 · 관성 텐서 · 우력 · 반력 · 탄성력(후크 법칙 · 탄성의 한계) · 구성방정식 · 장동 · 소성 · 고체역학
천체 역학
중심력 · 만유인력의 법칙 · 이체 문제(케플러의 법칙) · 기조력 · 삼체문제(라그랑주점) · 궤도역학 · 수정 뉴턴 역학 · 비리얼 정리
진동 파동
각진동수 · 진동수 · 주기 · 파장 · 파수 · 스넬의 법칙 · 전반사 · 하위헌스 원리 · 페르마의 원리 · 간섭 · 회절 · 조화 진동자 · 산란 · 진동학 · 파동방정식 · 막의 진동 · 정상파 · 결합된 진동 · 도플러 효과 · 음향학
해석 역학
일반화 좌표계(자유도) · 변분법{오일러 방정식(벨트라미 항등식)} · 라그랑주 역학(해밀턴의 원리 · 라그랑지언 · 액션) · 해밀턴 역학(해밀토니언 · 푸아송 괄호 · 정준 변환 · 해밀턴-야코비 방정식 · 위상 공간) · 뇌터 정리 · 르장드르 변환
응용 및 기타 문서
기계공학(기계공학 둘러보기) · 건축학(건축공학) · 토목공학 · 치올코프스키 로켓 방정식 · 탄도학(탄도 계수) · 자이로스코프 · 공명 · 운동 방정식


1. 개요
2. 정의
3. 일-운동 에너지 정리
4. 보존력과 비보존력이 한 일
5. 기타


1. 개요[편집]


work

힘을 가해 물체를 움직이는 것으로 일-에너지 정리에 따라 변환된 에너지의 총합으로 표현될 수 있다.

단위는 [math(\rm J)][1], 차원은 [math(\sf ML^2T^{-2})]이다.


2. 정의[편집]


파일:namu_물리적_일_개요.png

위 그림과 같이 물체에 힘 [math(\mathbf{F})]를 가해 [math(C)]의 경로로 움직였을 때, 한 일

[math(\displaystyle \begin{aligned} W=\int_{C} \mathbf{F}\boldsymbol{\cdot}{\rm d}\mathbf{r} \end{aligned} )]
[1] cal, BTU 같은 다른 단위를 쓰기도 한다.

로 정의된다.

만약 일정한 힘이 가해져서 [math(s)]만큼 직선 상으로 움직였을 때 때 일은

[math(\displaystyle \begin{aligned} W=Fs\cos{\theta} \end{aligned} )]

[math(\theta)]는 움직인 변위와 힘이 이루는 각이다. 따라서 힘의 방향과 물체의 운동 방향이 같을 때([math(\theta=0)]일 때) 양의 일을 하고 반대일 때([math(\theta=180\degree)]일 때)는 음의 일을 한다. 힘이 가해진 방향과 움직인 방향이 서로 수직일 때([math(\theta=90\degree)]일 때)는 힘이 가해졌다 하더라도 일은 0이다.[2]

파일:namu_물리적_일_2.png


3. 일-운동 에너지 정리[편집]


물체에 알짜힘이 한 일 [math(W_{\sf{net\,force}})]은 물체의 운동 에너지 변화량 [math(\Delta T)]과 같다.

[math(\displaystyle \begin{aligned} W_{\sf{net\,force}}&=\Delta T \\ &=\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}mv_{0}^2 \end{aligned} )]
[2] 과학에서 말하는 일은 물체에 힘이 작용하고 힘의 방향으로 물체가 이동했을 때이기 때문이다.


자세한 것은 운동 에너지 문서를 참조한다.


4. 보존력과 비보존력이 한 일[편집]


보존력이 한 일 [math(W_{C})]은 나중 지점 [math(\mathbf{{r}})]과 처음 지점 [math(\mathbf{r}_{0})]의 음의 퍼텐셜 에너지 변화량과 같다.

[math(\displaystyle \begin{aligned} W_{C}&=U(\mathbf{r}_{0})-U(\mathbf{r})\\&=-\Delta U \end{aligned} )]

이것은 힘이 임의의 경로를 따르더라도 그 일이 퍼텐셜 에너지의 나중 값과 처음 값에만 의존함을 의미한다.

비보존력이 한 일 [math(W_{N})]은 계의 역학적 에너지 변화량 [math(\Delta E)]와 같다.

자세한 것은 보존력 문서를 참조한다.


5. 기타[편집]


  • 교과서 과정으로는 중3 과학의 '운동과 에너지' 단원에서 맛보기 식으로 간단하게 맨 처음 나오며 고등학교 물리학에서 더 자세히 나온다. 참고로 해당 단원에서 수식은 [math(W=F⋅S)]로, 코사인이 활용되지 않는다.[3]
  • 역수는 역온도이다.


파일:CC-white.svg 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 문서의 r96에서 가져왔습니다. 이전 역사 보러 가기
파일:CC-white.svg 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 다른 문서에서 가져왔습니다.
[ 펼치기 · 접기 ]
문서의 r96 (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)
문서의 r (이전 역사)




파일:크리에이티브 커먼즈 라이선스__CC.png 이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-12-15 01:27:54에 나무위키 일(물리학) 문서에서 가져왔습니다.

[3] 이렇게 될 경우 일의 양이 0일 때(힘의 방향과 운동방향이 수직일 때)에도 일의 양이 구해지기 때문에, 즉 기하학적 의미가 결여되어 있기 때문에 온전한 수식이 아니다. 온전한 수식은 [math(W=F⋅S⋅\cosθ)]이다.