역학적 일 = 힘 × 변위 — '변위가 0이면 일도 0' 이 함정 아시죠?

역학적 일(Work)의 공식: W = F × d × cosθ

F: 힘의 크기, d: 변위, θ: 힘과 변위 사이의 각도예요.

힘의 방향과 이동 방향이 같으면(θ=0°) → cosθ=1 → W = F × d

힘의 방향과 이동 방향이 수직이면(θ=90°) → cosθ=0 → W = 0

단위는 줄(J)이에요. 1J = 1N × 1m

시험에서 '역학적 일이 0인 경우'를 고르는 문제가 나와요.

시험 출제 포인트: 일이 0인 상황을 고르는 문제가 반복 출제됩니다.

일에는 양(+)과 음(-)이 있어요.

양의 일: 힘의 방향과 이동 방향이 같을 때. 물체에 에너지를 더해주는 거예요.

예: 바벨을 위로 들어올릴 때 (힘↑, 이동↑) → 양의 일

음의 일: 힘의 방향과 이동 방향이 반대일 때. 물체의 에너지를 빼앗는 거예요.

예: 바벨을 천천히 내릴 때 근육은 위로 힘을 주지만 바벨은 아래로 이동 → 음의 일

시험 출제 포인트: 양의 일과 음의 일의 예시를 구분하는 문제가 나와요.

일-에너지 정리: 물체에 한 일 = 물체의 운동에너지 변화량

W = ΔKE = ½mv₂² - ½mv₁²

양의 일을 하면 운동에너지가 증가하고(속도 빨라짐), 음의 일을 하면 운동에너지가 감소해요(속도 느려짐).

100m 스프린터가 출발 후 가속하는 건 근육이 양의 일을 해서 운동에너지를 증가시키는 거예요.

반대로 브레이크를 밟으면 마찰력이 음의 일을 해서 운동에너지를 감소시켜요.

시험 출제 포인트: 일-에너지 정리 개념을 묻는 문제가 가끔 나와요.

파워: P = W / t (일 / 시간)
또는 P = F × v (힘 × 속도)

단위: 와트(W), 1W = 1J/s

같은 무게를 들어도 빠르게 드는 사람이 파워가 높아요.

역도에서 클린앤저크가 파워가 높은 운동인 이유예요. 짧은 시간에 큰 일을 하니까요.

시험 출제 포인트: 파워의 공식과 단위, '같은 일을 더 짧은 시간에' 하면 파워가 높다는 개념이 나와요.

역학적 일은 에너지와 직결되는 개념이에요. 에너지 문제를 풀려면 일의 개념이 기초가 됩니다.