운동 에너지 계산기

고전 역학 공식으로 운동 에너지, 질량 또는 속도를 계산하세요.

운동 에너지 계산
구할 물리량을 선택한 뒤 나머지 두 값을 국제단위계로 입력하세요.

운동 에너지란?

운동 에너지는 물체가 움직이기 때문에 갖는 에너지입니다. 고전 역학에서는 KE = mv 제곱의 절반으로 계산하며, m은 질량, v는 속력입니다. 국제단위는 줄이며, 한 줄은 한 킬로그램 제곱미터 매 제곱초와 같습니다. 이 계산기는 공식에 직접 대입하거나 식을 변형하여, 운동 에너지를 알 때 질량이나 속도를 구할 수 있습니다. 이 관계의 가장 중요한 특징은 속도의 제곱 항입니다. 같은 속력에서 질량을 두 배로 하면 운동 에너지도 두 배가 되지만, 속력을 두 배로 하면 운동 에너지는 네 배가 됩니다. 따라서 제동 거리, 충돌 에너지, 가공 부하, 발사체 효과는 속력이 높아지면 빠르게 증가합니다. 공식에는 방향이 아닌 속력이 사용되므로 크기가 같은 양의 속도와 음의 속도는 운동 에너지가 같습니다. 이 의미를 명확히 하기 위해 음이 아닌 속력만 입력할 수 있습니다. 질량을 구할 때 식은 m = 2KE를 v의 제곱으로 나눈 값이 됩니다. 영으로 나누는 것은 정의되지 않으므로 속도는 영이 아니어야 합니다. 속력을 구할 때는 v = 2KE를 m으로 나눈 값의 제곱근을 사용합니다. 양의 근은 속력을 나타내며, 속도 방향에는 별도의 벡터 정보가 필요합니다. 세 물리량이 서로 일치하는지 확인할 수 있도록 결과를 함께 표시합니다. 단위계를 섞지 말고 킬로그램, 초당 미터, 줄을 사용하세요. 그램, 파운드, 시속 킬로미터, 시속 마일 값은 먼저 변환해야 합니다. 예를 들어 시속 킬로미터를 3.6으로 나누면 초당 미터가 됩니다. 속도를 제곱하므로 속력의 단위 변환 오류는 답에 특히 큰 영향을 줍니다. 속력이 광속보다 훨씬 작고 물체의 정지 질량이 일정하면 고전 공식은 정확합니다. 상대론적 속력에서는 로런츠 인자로 운동 에너지를 계산해야 합니다. 회전하는 물체는 병진 에너지 외에 회전 운동 에너지도 가지며, 변형 가능한 계는 탄성, 열 또는 진동 에너지를 저장할 수도 있습니다. 일반 차량, 스포츠, 기계, 낙하 물체, 교실 물리에서는 고전 계산이 적절한 실용 모델입니다.

운동 에너지 계산 예제

질량과 속력이 함께 운동 에너지를 결정하는 예입니다.

입력값계산 결과상황
1,500 kg, 속도 20 m/s300,000 J주행 중인 승용차.
0.145 kg, 속도 42.47 m/s약 130.8 J빠른 야구 투구.
400 J 및 2 kg20 m/s에너지로 물체의 속력 구하기.
1,000 J, 속도 10 m/s20 kg에너지와 속력으로 질량 구하기.

운동 에너지 계산기 사용법

  1. 운동 에너지, 질량, 속도 중 계산할 항목을 선택하세요.
  2. 알고 있는 두 물리량을 킬로그램, 초당 미터 또는 줄로 입력하세요.
  3. 계산을 눌러 고전 운동 에너지 방정식을 계산하세요.
  4. 세 값을 모두 검토하고 국제단위가 원본 데이터와 일치하는지 확인하세요.

운동 에너지 자주 묻는 질문

운동 에너지 공식은 무엇인가요?

고전 병진 운동 에너지는 질량과 속력 제곱의 곱의 절반입니다. 상대론적 효과를 무시할 수 있는 일반적인 속력에 적용됩니다.

공식에서 속도를 제곱하는 이유는 무엇인가요?

물체를 가속하는 데 필요한 일이 속력 변화에 따라 누적되어 제곱 관계가 생깁니다. 따라서 속력이 두 배가 되면 운동 에너지는 네 배가 됩니다.

운동 에너지가 음수일 수 있나요?

질량이 양수이고 속도는 제곱되므로 고전 운동 에너지는 음수가 될 수 없습니다. 운동 에너지가 영이면 선택한 기준계에서 물체가 정지해 있다는 뜻입니다.

방향이 운동 에너지에 영향을 주나요?

아니요. 운동 에너지는 스칼라량으로 방향이 아닌 속력에 따라 달라집니다. 같은 질량의 두 물체가 같은 속력으로 반대 방향으로 움직이면 운동 에너지는 같습니다.

상대론적 운동 에너지는 언제 사용하나요?

속력이 광속의 상당한 비율에 이르면 상대론적 공식을 사용하세요. 상대론적 속력이 증가할수록 고전식은 에너지를 더 크게 과소평가합니다.