물리학:역학적 에너지 보존

틀:22개정 물리학 단원 보기

1단원. 역학과 에너지

1. 물리학:힘의 상호작용
2. 물리학:역학적 에너지 보존
3. 물리학:열에너지

2단원. 물질과 전자기장

1. 물리학:전기장과 전기력
2. 물리학:소비전력

3단원. 파동과 정보 통신

배우는 이유

흥미적 이유	출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~) 권투에서 잽보다 훅이 더 센 이유는?
직업적 이유	각종 이공계 학문의 기초.
학문적 이유	운동을 표현하는 방식과, 간단한 힘에 대하여
너희들은?	도르래의 원리를 이용하면 무거운 물체를 가볍게 들 수 있는 사례(이동거리가 늘어나지만)처럼 오늘 배운 내용으로 일을 수행하는데에 유리한 방식으로 처리할 수 있기 때문입니다. 오늘 배운 내용은 실생활과 밀접한 연관이 있고 역학의 기초가 되기때문에 배워야 하고 동생들이나 다른 친구들도 배워야 한다. 우리 주변의 모든 움직임은 힘의 원리로 설명되기 때문에, 이를 배우면 세상이 어떻게 움직이는지 논리적으로 이해하고 예측할 수 있는 눈을 갖게 되기 때문입니다. 힘과 운동에 관한 내용을 배워야 하는 이유는 앞으로 배워야 하는 더 어렵고 복잡한 원리를 이해하기 위한 기본적인 바탕이 되고 물리 문제를 풀 때도 오늘 배운 내용을 활용해서 풀 수 있기 때문이다. 운동에 대해 배워야 지구과학 화학 생명과학등 다양한 과목에 대해 잘 이해할 수 있고 더 나아가 운동을 할때도 각도나 힘을 계산하여 정확하게 던지거나 하여 쉽게 이길 수 있다. 배우지 않아도 될 것 같다. 실제로의 일상생활 속에서는 필요하지 않은 지식들이고 굳이 학문에 뜻이 있는 게 아니라면 알지 않아도 괜찮을 것 같다.
배워야 할 것	여러가지 힘의 종류와 활용방법을 알고, 유용한 방향으로 활용하는 법을 익히는 것 입니다. 오늘 배워야 할 핵심 내용은 운동마찰력과 정지마찰력이다. 뉴턴의 운동 법칙을 바탕으로 힘의 정의를 이해하고, 우리 주변에서 발생하는 다양한 힘들의 상호작용과 그에 따른 물체의 운동 변화를 파악하는 것입니다. F=ma 공식을 무조건 알아야 한다고 생각한다. 전체 물체의 운동량이 보존된다.

학습

영상

수업	영상

수업요약

핵심개념

개념	설명

전개질문

1. 수업에서 설명한 것 외에 '일'을 적용해 탐구할 수 있는 것은 무엇이 있을까?

도착질문

1. 역학적 에너지가 음수가 될 수 있을까?

학생들의 질문

분류	질문	대답

상위개념

분류	질문	대답

별로인 질문

분류	질문	대답

해결하지 못한 질문

분류	질문	대답

코멘트

질문	대답

더 나아가기

교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들을 위하여.

보기 전에 먼저 생각해보세요~

수업 후, 흥미로운 것

시간이 남을 때에만 보세요~

권투에서 잽보다 훅이 더 센 이유 (피드백)

학생 답변	교사 코멘트
잽보다 훅의 이동거리가 더 많아 일의 양이 많기 때문이다. 잽보다 훅이 주먹의 이동거리가 길어서 W=F*s이므로 s가 길어서 주먹에 더 많은 일을 하게 된다. 힘과 이동거리의 곱인 일이 더 크기 때문이다. 훅은 팔을 크게 회전시키며 더 긴 거리 동안 힘을 가하므로 이동거리가 커져 더 큰 일을 하게 되고, 그만큼 더 큰 에너지를 전달한다. 잽은 목표 지점까지 직선거리로 이동하지만 훅은 같은 목표 지점까지 곡선으로 이동하기 때문에 훅은 잽보다 더 긴 거리를 이동한다. 여기서 일은 힘과 이동거리의 곱이기 때문에 같은 힘의 크기로 주먹을 지른다는 가정하에 훅이 잽보다 일의 양이 더 크다. 그러므로 운동에너지가 훅이 더 크기 때문에 잽보다 훅이 더 쎄다. 힘이 작용하는 거리가 더 커서 W=Fs에서 s값이 커져서 W도 증가하기 때문입니다. 일은 힘과 이동거리에 비례하는데 이동거리가 훅이 더 길기에 더 많은 일을 할 수 있어 훅이 더 세다. 더 긴 거리 동안 일을 해 에너지가 크다 || ✔ W = F·s (일-에너지) 관점에서 가장 핵심적인 정답 → 이동거리 증가 → 일 증가 → 운동에너지 증가
힘을 가하는 시간이 길어져서 운동량이 증가하고 충격량이 증가한다 타격하는 시간이 훅이 잽보다 더 길어서 충격량이 크다. 훅은 잽보다 타격물체에 힘을 가하는 시간이 길어져서 충격력이 더 커지므로 더 쎄다. 시간이 더 길다! 충격량이 더 커짐 힘을 받는 시간이 길어져서 충격량이 커지기 때문 입니다. 충격량 공식이 I= Ft인데, 힘은 동일하므로 힘을 가하는 시간을 늘려주면 충격량이 늘어나기 때문이다 || ✔ 충격량(I = F·t) 개념을 잘 이해한 답변 → 작용 시간이 길어질수록 운동량 변화 증가 ※ 실제로는 힘도 함께 변할 수 있음
회전팔이 길어서 돌림힘이 커지기 때문에 훅이 더 세다. 훅은 돌림힘이 더 크기 때문에 작용하는 힘이 더 세다. 훅은 돌림힘을 더 크게 해서 잽보다 훅이 더 세다. 훅을 날릴 때는 팔을 돌리면서 때려서 돌림힘이 사용되기 때문이다 중심을 기준으로 돌림힘이 작용해 에너지가 더 커져서 일까요 돌림힘은 힘의 크기와 회전축에서 작용점까지의 수직 거리의 곱이다. 훅은 하체, 허리 회전력을 팔의 곡선 궤도로 그대로 전달합니다. 잽처럼 팔을 뻗으면 이 토크가 45도 비틀려 에너지가 손실되지만, 훅은 회전축(어깨나 몸통)을 활용해 토크를 최대화해 타격력이 증폭된다. || ✔ 회전 운동(토크) 개념 적용 → τ = r×F, 반지름 증가 → 회전 효과 증가 → 타격 속도 증가
훅은 잽보다 체중이 많이 실리기 때문이다. 젭은 체중을 담아서 치지 않고 훅은 체중을 실어서 치기에 충격량이 증가해서 주먹과 팔만 이용하는 잽과 달리 훅에서는 상체를 이용한 더 큰 질량이 참여해 1/2mv^2가 커져서 파과력이 크다. 잽은 팔과 약간의 어깨정도만 사용하지만 훅은 몸 전체를 사용하기 때문에 질량을 많이 실을 수 있기 때문이고 가속하는 거리가 길어지기 때문에 세다. 잽보다 훅이 체중을 더 많이 사용해서 상대를 타격하기 때문에 더 큰운동에너지로 상대를 타격할수 있다 또한 가속을 하는 구간이 길기때문에 더 강하게 타격할수 있다. || ✔ 질량(체중) + 전신 사용 → 유효 질량 증가 → 운동량(p=mv), 운동에너지 증가
힘이 더 세고 이동거리 또한 더 길기 때문	사실, 무게를 더 싣는다는 것은 힘도... 더 많이 들어가긴 하죠 ㅎㅎ
무언가가 더 세다는 것을 에너지의 관점에서 보면, 운동에너지는 물체의 질량과 속도의 제곱의 곱에 1/2을 한 값과 같다. 그런데 보통 잽보다 훅이 더 빠르기 때문에 훅의 운동에너지가 더 크다. 운동에너지 관점으로 보면 힘이 들어가는 거리가 길기 때문, 훅의 반경범위는 허리 옆에서 부터 골반을 틀면서 타격을 한다. 그에 비해 잽은 팔꿈치를 피면서 생기는회전만으로 공격한다. 물론 다리도 || ✔ 운동에너지 관점 적용 → 질량과 속도의 증가가 핵심 ※ “항상 더 빠르다”는 부분은 상황에 따라 다름
힘은 이동거리에 비례하기 때문이다. || ❌ 오개념 → 힘이 아니라 “일(에너지)”이 이동거리와 관련됨
잽은 직선으로 짧지만 훅은 몸을 회전시키며 이동거리가 길어진다. 그래서 일-운동에너지 정리에 따라 일의 양이 커져서 운동에너지가 한번에 작용하여 더 강하다.	약간의 오개념. 운동에너지가 한번에 작용한다..는 건 좀 이상해;;
원투훅!관중들은 나이스~~	별로인 답변들 모음.

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