기계적 에너지 이해
* 기계 에너지 : 잠재적 에너지 (위치로 인한 에너지) 및 운동 에너지 (운동으로 인한 에너지)의 합.
* 기계적 에너지 보존 : 분리 된 시스템에서 총 기계적 에너지는 일정하게 유지됩니다. 이것은 에너지가 잠재적 형태와 동역학 사이에서 변형 될 수 있음을 의미하지만, 기계적 에너지의 전체 양은 동일하게 유지됩니다.
충돌 및 에너지 절약
* 탄성 충돌 : 이상적인 탄성 충돌로 운동 에너지가 보존됩니다. 이는 충돌 전에 물체의 총 운동 에너지가 충돌 후 총 운동 에너지와 동일하다는 것을 의미합니다. 거의 탄성 충돌의 예에는 당구 공 사이의 충돌이 포함됩니다.
* 비탄성 충돌 : 비탄성 충돌에서 동역학 에너지는 보존되지 않습니다. 일부 운동 에너지는 관련된 물체의 열, 소리 또는 변형과 같은 다른 형태의 에너지로 변환됩니다.
* 예 : 고정 물체를 때리는 차를 상상해보십시오.
* 탄성 (이상화) : 차량은 뒤로 튀어 나오고 충돌 후 모든 운동 에너지가 차로 옮겨집니다 (마찰 또는 변형으로 인한 에너지 손실을 무시 함).
* 비탄성 (사실적) : 차는 엉망이되어 열을 생성하며 소리를 낼 수 있습니다. 충돌 전 총 기계 에너지는 이러한 에너지 변환으로 인한 충돌 후 총 기계적 에너지보다 크다.
에너지 절약에 영향을 미치는 요인
* 외부 세력 : 충돌하는 동안 외부 힘 (마찰 또는 공기 저항과 같은)이 시스템에 작용하는 경우 기계적 에너지는 보존되지 않습니다. 이 힘은 에너지를 다른 형태로 소멸시킵니다.
* 내부 에너지 : 충돌 중에 시스템 내에서 생성 된 내부 에너지 (열 및 사운드와 같은)는 기계적 에너지로 간주되지 않습니다.
중요한 고려 사항
* 모멘텀 : 비탄성 충돌로 기계적 에너지가 보존되지 않을 수 있지만 모멘텀 (Mass in Motion) 폐쇄 시스템으로 항상 보존됩니다. 이는 충돌 전 총 운동량이 충돌 후 총 운동량과 동일하다는 것을 의미합니다.
요약 :
충돌이 완벽하게 탄력적이고 외부 힘이 시스템에 작용하지 않으면 기계 에너지가 충돌로 보존됩니다. 그러나 대부분의 실제 충돌에서 일부 운동 에너지는 다른 형태의 에너지로 변형되어 충돌이 비 탄력적입니다. 그러나 모멘텀은 항상 폐쇄 시스템에서 보존됩니다.
