운동역학(선운동, 각운동, 에너지)

목차

1. 선운동의 운동학적 분석
(1) 거리와 변위
(2) 속력과 속도
(3) 투사체(혹은 포물선)운동

2. 각운동의 운동학적 분석
(1) 각운동 단위
(2) 각거리와 각변위
(3) 각속력과 각속도
(4) 각가속도
(5) 선속도와 각속도와의 관계

3. 선운동의 운동역학적 분석
(1) 힘의 정의와 단위
(2) 선운동량과 충격량
(3) 선운동량의 보존
(4) 충돌

4. 각운동의 운동역학적 분석
(1) 토크(힘의 모멘트)
(2) 관성모멘트
(3) 뉴턴의 각운동 법칙
(4) 각운동량과 회전충격량
(5) 각운동량 보존 및 전이
(6) 구심력과 원심력

5. 일과 일률
(1) 일
(2) 일률(power)

6. 에너지
(1) 에너지의 정의와 종류
(2) 역학적 에너지 보존법칙
(3) 인체의 에너지 효율
(4) 일과 에너지의 관계

본문내용

(1) 거리와 변위
거리는 두 지점을 잇는 실제 경로 (스칼라양)
변위는 두 지점을 잇는 최단 거리 (벡터양)

(2) 속력과 속도
속력은 물체가 얼마나 빠르게 움직이고 있는가를 나타내는 스칼라양 (m/s, m/min, km/h)
*방향을 고려하지 않음
속력=이동거리/시간 평균 속력=(총 이동거리)/(총 걸린 시간)
속도는 물체가 그 위치를 변화하는 비율을 나타내는 벡터양
*방향을 고려
속도=변위/시간 평균 속도=(총 이동거리)/(총 걸린 시간)

(3) 투사체(혹은 포물선)운동
투사체는 어떤 힘에 의하여 공중으로 던져진 물체이고 ‘포물선운동’이라고도 한다.
가. 투사체운동의 수평성분과 수직성분
수직성분은 중력의 영향을 받고, 투사체의 최대 높이와 관련
수평성분은 (공기저항을 무시) 어떤 힘의 영향도 받지 않고, 투사체가 날아간 거리와 관련

나. 투사체운동에 영향을 미치는 중력과 공기저항
① 투사 높이와 착지 높이가 같다면 좌우대칭의 포물선운동을 한다.
② 올라가고 내려가는 사이의 순간적인 정점(최고 높이)에서의 수직속도는 0m/s이다.
③ 투사 높이와 착지 높이가 같다면 투사 시와 착지 시의 속도는 같다.
④ 수평 방향은 등속도운동이고, 수직 방향은 등가속도운동이다.
다. 투사궤도에 영향을 미치는 요인
① 투사각도
투사궤도의 모양은 투사각에 의하여 결정된다.
같은 속력에서 시점(던지는 지점)과 종점(물체가 떨어지는 지점)이 같은 높이에 있을 때 각기 다른 각도로 투사된 물체의 수평거리와 수직거리는 다르게 나타난다.
② 투사속력
(투사각도, 상대투사높이 일정) 투사속력은 투사체 궤도의 크기와 길이를 결정한다.
투사각이 일정할 때, 투사속력이 클수록 수평이동거리와 정점(최고 높이)은 더 커진다.
③ 상대투사높이
상대투사높이는 물체가 최초로 투사되었을 때와 지면에 도달했을 때 혹은 멈추었을 때 높이의 차이를 말한다.
투사속도가 일정하다면 상대투사높이가 높으면 높을수록 비행시간이 더 길어질 것이다.

참고자료

· 없음