중3 과학›운동과 에너지

역학적 에너지 보존

Conservation of Mechanical Energy

에너지는 어디로 갈까?
🎢 직관 — 롤러코스터
①롤러코스터가 높은 곳에서 출발하면 낮은 곳에서 빨라진다
②높은 곳의 에너지(위치 에너지)가 빠른 속도의 에너지(운동 에너지)로 바뀐 것
③에너지는 사라지지 않고 형태만 바뀐다!
10%
위치 에너지와 운동 에너지
⚡ 두 가지 역학적 에너지
①위치 에너지(PE): 높은 곳에 있을수록 크다 → PE = mgh
②운동 에너지(KE): 빠를수록 크다 → KE = ½mv²
③높이가 줄면 PE↓ → KE↑ (속도 증가)
④높이가 늘면 PE↑ → KE↓ (속도 감소)
40m
역학적 에너지 보존 법칙
⚖️ 합은 항상 일정
①마찰이나 공기 저항이 없다면
②위치 에너지 + 운동 에너지 = 일정
③이것이 '역학적 에너지 보존 법칙'
④최고점: PE 최대, KE = 0
⑤최저점: PE = 0, KE 최대
총정리
역학적 에너지 보존
PE + KE = 일정 → mgh + 12mv² = 일정
위치 에너지 + 운동 에너지 = 항상 같은 값
위치 에너지
PE = mgh
질량(m) × 중력가속도(g) × 높이(h)
운동 에너지
KE = 12mv²
½ × 질량(m) × 속도²(v²)
🎯 시험 포인트
①PE + KE = 일정 (마찰 무시 시)
②높은 곳 → PE 크고 KE 작다
③낮은 곳 → PE 작고 KE 크다
④최고점에서 속도 0이면 KE = 0
⑤실제로는 마찰로 역학적 에너지 감소 → 열에너지로 전환