물리학1) 이 문제에서 ㄷ이 왜 틀린걸까요?

Question

ㄷ이 왜틀린건가요?

운동에너지 감소량이 (-)이고 중력 퍼텐셜 에너지 증가량이 (-)이라고 생각하면 되는거 아닌가요?

감사합니다

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Answer 1

안녕하세요.

사진에 있는 ㄷ의 내용 "낙하하는 물체의 운동 에너지 감소량은 중력 퍼텐셜 에너지 증가량의 절반에 의한 퍼텐셜 에너지 증가량과 같다" 에서 오해가 있을 수 있는데, 물체가 낙하할 때 운동 에너지의 증가와 중력 퍼텐셜 에너지의 감소는 동일한 양으로 일어나야 합니다. 이는 에너지 보존 법칙에 따른 것입니다. 즉, 낙하하면서 물체의 중력 퍼텐셜 에너지가 감소하는 만큼, 그 에너지는 운동 에너지로 전환됩니다. 여기서 문제의 ㄷ은 운동 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지 변화량이 다르게 표현되어 있으므로 잘못된 것입니다. 낙하하는 물체의 경우, 운동 에너지 증가량은 중력 퍼텐셜 에너지 감소량과 정확히 같아야 합니다. 따라서 ㄷ은 틀린 설명입니다.
질문자의 표현대로 풀어보자면 실제로는 운동 에너지가 증가하고 중력 퍼텐셜 에너지가 감소하므로 양(+), 음(-)의 관계로 표현되어야 맞습니다. 낙하하면서 물체의 위치 에너지가 감소(-)하고, 이것이 운동 에너지로 전환되어 운동 에너지가 증가(+)하는 것입니다.