에너지 보존 법칙
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말 그대로 에너지가 보존된다는 법칙이다. 특정한 계에서는 외력이 작용하지 않는다면 계의 에너지가 보존된다.
역학적 에너지 보존 법칙[편집]
마찰이나 공기 저항을 포함한 저항이 존재하지 않을 때, 계의 역학적 에너지, 즉 포텐셜 에너지와 운동 에너지의 합이 보존된다는 법칙이다. 계의 역학적 에너지의 증가는 작용하는 힘의 종류에 따라서 다른데, 각 힘의 종류에 따라 계의 에너지의 변화는 다음과 같다.
- 합력이 일을 할 때
-> 합력이 한 총 일의 양은 운동 에너지 변화량과 같다.
- 보존력이 일을 할 때
-> 보존력이 한 일은 퍼텐셜 에너지 변화량과 같다.
- 비보존력이 일을 할 때
-> 비보존력이 한 일은 계의 역학적 에너지 증가량과 같다.
특히 장력 등은 비보존력에 포함되는데, 이 법칙을 통하여 수능 물리학1 문제를 빠르게 풀 수 있다. 예컨데 물체 A와 B와 C에 연결된 실이 있고, 각 물체와 실로 연결된 물체 B는 A로부터 -2mg의 힘을, C로부터 3mg의 힘을 받으면서 s만큼의 거리를 이동하는 경우에는 물체 B의 총 역학적 에너지 변화량은 mgs임을 알 수 있다.
문제 풀이 팁[편집]
에너지 미끄럼틀 문제의 경우에는 변수를 단순화시켜 h와 델타(v^2)의 비를 나타내어 빠르게 풀 수 있다. 예를 들어, h만큼 이동했을 때 델타 v^2이 7v^2이라면 h:v^2을 h:7v^2 꼴로 나타낼 수 있고, 더 익숙해진다면 1:7과 같은 단순한 숫자로서 나타내어 사고 과정을 간략화 시킬 수 있다.