일 계산기

역학적 일은 힘의 작용점이 이동할 때 힘을 통해 전달되는 에너지를 나타냅니다. 힘이 일정하고 변위가 직선 방향이면 스칼라량인 일은 W = Fd cos(θ)로 표현됩니다. 여기서 F는 뉴턴 단위의 힘의 크기, d는 미터 단위의 변위의 크기, θ는 힘 벡터와 변위 벡터 사이의 각도입니다. 뉴턴과 미터를 곱하면 줄이 되며, 이는 일과 에너지의 SI 단위입니다. 코사인 인자는 운동 방향으로 작용하는 힘 성분을 추출합니다. 각도가 영 도이면 힘과 변위의 방향이 같고 코사인 값이 일이므로 힘 전체가 양의 일을 합니다. 90 도에서는 힘이 운동 방향에 수직이므로 한 일이 영입니다. 대표적인 예는 등속 원운동입니다. 중심을 향하는 구심력은 순간적인 운동 방향에 수직이므로 속도의 방향만 바꾸고 속력은 바꾸지 않습니다. 각도가 90 도보다 크고 270 도보다 작으면 코사인 값이 음수가 되어 힘이 물체의 역학적 에너지를 감소시킵니다. 음의 일은 물리적 상호 작용이 없었다는 뜻이 아닙니다. 힘 성분이 변위와 반대 방향임을 뜻합니다. 미끄러지는 물체에 작용하는 마찰력은 보통 음의 일을 하고, 외부에서 당기는 힘은 양의 일을 할 수 있습니다. 모든 힘이 한 일의 합은 운동 에너지의 변화량과 같으며, 이를 일-에너지 정리라고 합니다. 따라서 각 힘이 한 일을 따로 계산하고 부호를 포함해 더하면 물체의 속력이 어떻게 변할지 예측할 수 있습니다. 이 계산기는 힘과 각도가 일정하고 변위가 하나의 직선 구간에 해당한다고 가정합니다. 힘이 위치에 따라 변하면 경로를 따라 힘 성분을 적분하여 일을 구해야 합니다. 용수철 힘, 변하는 유체 저항, 가변 엔진 추력에는 이러한 일반적인 방법이 필요합니다. 곡선 경로에서도 변위에 대한 힘의 방향이 변하면 운동을 작은 구간으로 나누어야 할 수 있습니다. 힘의 크기는 뉴턴, 변위의 크기는 미터로 입력하고 두 벡터 사이의 각도는 도 단위로 지정하세요. 결과에는 줄 단위의 일과 운동 방향에 평행한 힘 성분이 표시됩니다. 변위와 총 이동 거리는 구별해야 합니다. 이 공식에는 지정한 힘과 각도가 적용되는 동안 발생한 변위만 사용해야 합니다. 이 계산기는 역학 문제 풀이와 추정에 유용하지만, 복잡한 계에서는 회전에 의한 일, 변형, 열, 손실도 고려해야 할 수 있습니다.