예를들어, 물체를 지면에서 등속도로 h만큼 들어올렸다고 할때,
중력이 음의 일을 하게 되고 (-mgh)
그 양만큼 물체의 퍼텐셜 에너지가 증가하는거잖아요??
근데 등속도면 물체에 작용하는 알짜힘이 0이니까,
손이 떠받쳐주는 힘이 한 일의 양은 +mgh가 되는데
손이 한 일의 양이 물체의 에너지에 반영되지 않는 이유가 궁금합니다.
입자계의 관점에서는
합력이 0이니까 물체에 해준 일의 양이 0이 되어서
물체의 운동에너지변화가 없는 것이지만
지구와 물체를 한 계로 보았을 때,
중력은 내부힘이니까 무시하고(<--이게 맞는표현인지 모르겠지만)
외부힘인 손이 한 일의 양(+mgh)이
그대로 물체의 에너지(퍼텐셜에너지)에 더해진다고 이해하면 되는건가요??
보존력이 한 음의 일만큼 물체의 퍼텐셜 에너지가 증가한다는 개념은 이해했는데
물체를 떠받쳐주는 힘이 한 일의 양이 물체의 에너지를 계산할때 어떻게 반영되는지 궁금합다.
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안녕하세요, 유니스터디입니다.
1. 손이 한 일은 비보존력이 한 일이고, 그건 해당 물체의 역학적 에너지 변화량입니다.
2. 중력 퍼텐셜 에너지는 중력이 한 일에 -1 곱하면 되는 것이고 1.의 역학적 에너지 증가량만큼 반영됩니다.
3. 운동 에너지는 알짜힘이 한 일이고, 등속도 운동이라 알짜힘이 한 일이 0인 상황입니다.
4. 손은 물체를 떠받치는 수직항력으로 물체를 들어올리는데, 수직항력은 비보존력입니다. 비보존력이 일을 하면 역학적 에너지를 변화시킵니다. <-- 이 부분 외워두시면 다음에 유사한 문제에서도 잘 활용하실 수 있을 거예요.
감사합니다.