핵심 원리

물체가 마찰이나 저항을 받으며 운동하면 역학적 에너지의 일부가 열에너지로 전환됩니다. 그래서 역학적 에너지는 줄어들어도, 열에너지를 포함한 전체 에너지는 보존됩니다.

줄은 추를 떨어뜨려 패들을 돌리는 실험으로 역학적 에너지가 물의 열에너지로 바뀔 수 있음을 보였습니다. 반대로 열기관에서는 열에너지가 다시 역학적 에너지로 전환됩니다.

탐구 질문

• 마찰이 있는 면에서 운동하는 블록의 역학적 에너지가 감소하는 까닭은 무엇인가요?
• 줄의 실험에서 추의 위치 에너지가 물의 열에너지로 전환되는 경로를 설명해 보세요.
• 운석이 대기에 진입할 때 빛과 열을 내는 현상을 에너지 전환으로 설명해 보세요.

실생활 예시

• 자동차 브레이크 패드가 뜨거워지는 것은 운동 에너지가 열에너지로 바뀌기 때문입니다.
• 손을 비비면 마찰로 열이 생겨 따뜻해집니다.
• 발전소의 터빈과 기관은 열에너지를 역학적 에너지로 전환합니다.
• 유성은 공기 저항과 마찰로 매우 뜨거워집니다.

교과서 연계

물리학 I편 p62~67

역학적 에너지와 열, 줄의 실험, 열기관의 기본 원리를 한 장면씩 비교하도록 구성했습니다.

역학적 에너지와 열에너지 전환

마찰, 줄의 실험, 열기관을 전환하며 역학적 에너지와 열에너지가 어떻게 오가는지 3D로 탐구하세요.