위치에너지-운동에너지 변환에 대해 궁금합니다
배운게 없어 알고 있는 지식으론 생각하기 힘들어 질문드립니다.
에너지 보존 법칙을 간단히 알고 있습니다.
위치에너지는 결국 중력이 작용하는 곳에서만 발생된다고 생각하고 있습니다. 여기서 궁금한 점은 탐사선 발사처럼 지구 중력을 탈출하되 그 중력권의 경계에서 운동에너지가 사라졌을 경우, 운동에너지가 중력권안에서 위치에너지로 변환되다 중력권을 벗어나는 순간 운동에너지는 0이 된다면 이때 에너지는 어떻게 되는 것인지 궁금합니다. 물론 공기저항으로 인한 마찰열로 변환되지 않고 오로지 운동-위치에너지 둘로만 변환된다고 가정했을 경우입니다.
반대로 지면에 붙어있는 물체는 운동에너지와 위치에너지 모두 0이라 볼 수 있을텐데 이때 싱크홀같은 외부 변수로 갑자기 아래에 공간이 생겨 추락한다면 갑자기 위치에너지가 생겼다고 봐야 하는지도 궁금합니다.
지면에서 위치에너지를 0으로 두는 이유는 상대적으로 계산하기 쉽기 때문입니다.
예를 들어 위치에너지가 0이고 갑자기 싱크홀이 생겼다면,
위치에너지는 상대적으로 -100이 되고 그만큼 운동에너지 100으로 전환되기 때문에
에너지 보존 법칙에 의해 원래의 에너지 0 = -100 + 100이 됩니다.
즉, 위치에너지는 절대적인 에너지가 아닙니다.
위치에너지는 중력이 작용하는 곳에서 발생하며, 운동에너지는 물체가 운동하는 동안 발생합니다. 만약 탐사선이 지구 중력을 탈출하며 운동에너지가 중력권안에서 위치에너지로 변환된다면, 중력권을 벗어나는 순간 운동에너지는 0이 됩니다. 이때, 에너지는 어떻게 되는지 궁금합니다. 반대로 지면에 붙어있는 물체는 운동에너지와 위치에너지 모두 0이라 볼 수 있으나, 갑작스러운 추락으로 인해 위치에너지가 생긴다면 이것은 어떻게 이해해야 하는지에 대해서도 궁금합니다.
안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.
위치에너지+운동에너지 =역학적에너지라고 합니다
높은곳에 있는물체가 가진 에너지를 위치 에너지라고 하는데
아래로 낙하하면서 속력이 빨라져서 운동에너지로 바뀝니다
역학적에너지가 보존되는데 이때 공기와의 마찰도 고려해야 합니다