이 계산기는?
높은 곳에 있는 물체는 떨어지면서 일을 할 수 있는 잠재적인 에너지, 즉 '위치 에너지(Potential Energy)'를 가집니다. 정확히는 '중력 퍼텐셜 에너지'라고 부릅니다.
롤러코스터가 가장 높은 곳에 있을 때 위치 에너지가 최대가 되고, 내려오면서 위치 에너지가 운동 에너지로 변환되어 빠른 속도를 내게 됩니다(역학적 에너지 보존).
사용 공식:
Ep = mgh입력 변수 설명
질량 (Mass)
물체의 질량(kg)입니다.
높이 (Height)
기준면(보통 지면)으로부터의 수직 높이(m)입니다.
위치 에너지
질량 m인 물체가 높이 h에 있을 때 갖는 에너지(J)입니다.
💡 팁: 위치 에너지는 '기준면'을 어디로 잡느냐에 따라 달라집니다. 보통은 바닥을 0으로 잡지만, 문제 상황에 따라 책상 위나 옥상을 0으로 잡을 수도 있습니다.
⚠️ 주의사항
- 아주 높은 고도(우주 등)에서는 중력가속도 g가 작아지므로 만유인력 공식을 써야 합니다.
💡 자주 묻는 질문
Q높이가 2배 되면 에너지는?
A
Ep = mgh 이므로 높이(h)에 비례합니다. 높이가 2배 되면 에너지도 정확히 2배가 됩니다.
Q탄성 위치 에너지는 뭔가요?
A
이 계산기는 중력 위치 에너지만 다룹니다. 스프링이나 활이 변형되었을 때 가지는 에너지는 탄성 위치 에너지(½kx²)로, 별도의 공식이 필요합니다.
Qm, g, h 외에 다른 변수는 없나요?
A
질량이 일정하고 중력이 균일한 지구 표면 근처에서는 이 세 가지 변수로 충분합니다.
왜 이 계산기가 필요한가요?
복잡한 수식을 직접 계산하는 것은 시간이 걸리고 실수가 발생하기 쉽습니다. LabMate의 결정론적 엔진은 검증된 알고리즘을 통해 0.0000000001의 오차도 없는 정확한 결과를 보장합니다.