자. 이번 수업은 에너지 보존 법칙에 대해 알아보자. 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전환된다. 예를 들어 전구에서는 전기 에너지가 빛에너지로 전환되며 전기 다리미에서는 전기 에너지가 열에너지로 배터리에서는 화학 에너지가 전기 에너지로 광합성을 통해 빛에너지는 화학 에너지로 전환된다. 이런 에너지 전환 과정에서 에너지는 새로 생성되거나 없어지지 않으므로 전체 에너지의 총량은 항상 일정하게 보존되며 이것을 에너지 보존 법칙이라고 한다. 역학적 에너지 보존은 저항이나 마찰이 없을 경우에만 성립하며 저항이나 마찰이 있을 때 역학적 에너지는 보존되지 않고 다른 소리에너지나 열에너지 등으로 손실된다. 이 때 손실된 역학적 에너지는 두 지점의 역학적 에너지 차이로 계산할 수 있다. 예를 들어 기준면에서 운동하는 ..

자. 이번 수업은 전력과 전력량에 대해 알아보자. 먼저 전기에너지는 전류가 흐를 때 공급되는 에너지를 말하며 단위는 J을 사용한다. 소비 전력은 1초 동안 전기 기구가 소모하는 에너지의 양을 말하며 시간 분에 전기 에너지로 계산할 수 있고 단위는 W, kW를 사용한다. 1W는 1초에 1J의 전기 에너지를 사용한다는 의미이고 5W는 1초에 5줄의 전기 에너지를 사용한다는 의미이다. 만약 10W의 소비전력을 가진 전기 기구를 5초 동안 사용했다면 전기 기구에 공급된 전기 에너지는 50J이다. 전력량은 일정한 시간 동안 사용한 전기 에너지의 총 양을 말하는 것으로 소비전력과 시간의 곱으로 계산할 수 있으며 단위는 Wh, kWh를 사용한다. 이 때 시간은 일반적으로 과학에서 사용하는 초단위가 아닌 1시간, 2시..

자. 이번 수업은 전자기 유도 현상에 대해 알아보자. 전자기 유도 현상은 자기장이 변하면 전류가 흐르는 것을 말한다. 코일 근처에서 자석이 움직이면 코일 내부 자기장의 세기가 변하고 이로인해 코일에 전류가 흐르게 되는데 이 때 흐르는 전류를 유도전류라고 한다. 유도 전류는 자석이 움직이는 속도가 빠를수록 자석의 세기가 셀수록 코일의 감은수가 많은수록 전류의 세기는 커지게된다 유도 전류는 코일 내부 자기장 변화를 방해하는 방향으로 흐르게 된다 코일은 자석의 움직임을 방해한다라고 생각하면 쉽게 유도 전류의 방향을 찾을 수 있다. N극이 코일에 가까워지는 경우 코일은 자석을 밀어내기 위해 윗부분에 N극을 유도하게 되고 N극이 코일에 멀어지는 경우는 자석을 당기기 위해 윗부분에 S극을 유도하게 된다. S극이 코..

자. 이번 수업은 여러가지 운동에서의 역학적 에너지보존에 대해 알아보자. 먼저 롤러 코스터가 A 지점에서 출발하여 B지점을 거쳐 C지점으로 이동했을 때 A에서 B지점으로 이동할 때는 높이가 낮아졌으므로 위치에너지가 운동에너지로 전환 되었으며 B에서 C지점으로 이동할 때는 높이가 높아졌으므로 운동에너지가 위치에너지로 전환되었다는것을 알 수 있다. A지점의 높이는 10m, B지점의 높이는 2m, C지점의 높이는 8m라고 할 때 B와 C 지점에서 속력의 비율은 얼마인지 알아보자. 공기 저항과 모든 마찰을 무시할 경우 A, B, C 지점에서 역학적 에너지는 같으며 각 지점에서의 역학적 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합으로 계산할 수 있다. A지점에서 물체의 위치에너지는 9.8 곱하기 롤로코스터의 질량 m 곱..

자. 이번 수업은 낙하 운동에서의 역학적 에너지 보존에 대해 알아보자. 먼저 질량이 1kg인 물체를 10m 높이에서 자유낙하 시켰을 때 바닥에 닿기 직전 물체의 속력을 계산해보자. 10m 지점에서 물체의 역학적 에너지와 바닥에 닿기 직전 물체의 역학적 에너지는 같으며 각 지점에서 역학적 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합으로 계산할 수 있다. 10m 지점에서 물체의 위치에너지는 98J이고 운동에너지는 0이므로 역학적 에너지는 98J이며 바닥에 닿기 직전 물체의 역학적 에너지 역시 98J이다. 바닥에 닿기 직전 물체의 위치에너지는 0이므로 운동에너지는 98J이고 운동에너지는 ½ 곱하기 질량 1 곱하기 V의 제곱으로 계산되므로 바닥에 닿기 직전 물체의 속력 v는 14m/s라는 것을 알수 있다. 이번에는 진..

자. 이번 수업은 역학적 에너지 보존과 전환에 대해 알아보자. 역학적 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합을 의미하고 운동에너지는 ½ 곱하기 질량 m 곱하기 속력 v의 제곱으로 위치에너지는 9.8 곱하기 질량 m 곱하기 높이 h로 계산할 수 있다. 예를 들어 질량이 5kg인 물체가 2m 높이에서 2m/s의 속력으로 움직이고 있을 때 이 물체의 운동에너지는 10J 위치에너지는 98J이므로 운동에너지와 위치에너지를 더한 역학적 에너지는 108J이다. 역학적 에너지 보존은 저항이나 마찰을 무시했을 경우 역학적 에너지는 항상 일정하게 보존된다는 것이다. 진공 상태에서 물체를 가만히 잡고 있다가 놓았을 때 처음 물체의 역학적 에너지와 떨어지고 있는 한 지점의 역학적 에너지 바닥에 닿기 직전 물체의 역학적 에너지는..