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• 단계
• 방법 1/5: 일(J) 계산
• 방법 2/5: 주어진 전력(W)에서 에너지(J) 계산
• 방법 3/5: 운동 에너지(J) 계산
• 방법 4/5: 열량 계산(J)
• 방법 5/5: 전기 에너지(J) 계산
• 팁
• 경고
• 뭐가 필요하세요

줄(J)은 국제 단위계(SI)에서 가장 중요한 단위 중 하나입니다. 줄은 일, 에너지 및 열을 측정합니다. 줄로 최종 결과를 나타내려면 SI 단위를 사용하십시오.다른 측정 단위가 작업에 제공된 경우 국제 단위계의 측정 단위로 변환합니다.

단계

방법 1/5: 일(J) 계산

1. 1 물리학에서의 일의 개념. 상자를 옮기면 작업이 완료됩니다. 상자를 들어 올리면 작업이 완료된 것입니다. 작업을 수행하려면 두 가지 조건이 충족되어야 합니다.
   • 일정한 힘을 가하고 있습니다.
   • 적용된 힘의 작용에 따라 몸체는 힘의 작용 방향으로 움직입니다.
2. 2 작업을 계산합니다. 이렇게 하려면 힘과 거리(몸이 움직인 거리)를 곱합니다. SI에서 힘은 뉴턴으로, 거리는 미터로 측정됩니다. 이러한 단위를 사용하는 경우 결과 작업은 줄 단위로 측정됩니다.
   • 문제를 해결할 때 적용된 힘의 방향을 결정하십시오. 상자를 들어 올릴 때 힘은 아래에서 위로 향하지만 상자를 손에 들고 일정 거리를 걸으면 작업을 수행하지 않습니다. 상자가 떨어지지 않도록 힘을 가하지만 이 힘은 상자를 움직이지 않습니다.
3. 3 체중을 찾으십시오. 몸을 움직이기 위해 적용해야 하는 힘을 계산하는 데 필요합니다. 예를 들어, 10kg 무게의 바벨을 들어올릴 때(바닥에서 가슴까지) 운동선수가 한 일을 계산하십시오.
   • 문제에 비표준 측정 단위가 포함되어 있으면 SI 단위로 변환하십시오.
4. 4 강도를 계산합니다. 힘 = 질량 x 가속도. 이 예에서는 9.8m / s와 동일한 중력 가속도를 고려합니다. 막대를 위로 움직이기 위해 적용해야 하는 힘은 10(kg) x 9.8(m/s) = 98kg ∙ m/s = 98N입니다.
   • 몸체가 수평면에서 움직이는 경우 중력 가속도를 무시하십시오. 아마도 작업은 마찰을 극복하는 데 필요한 힘을 계산해야 할 것입니다. 문제에 가속도가 주어지면 단순히 주어진 체질량을 곱하면 됩니다.
5. 5 이동한 거리를 측정합니다. 이 예에서는 막대를 1.5m 높이로 들어 올렸다고 가정합니다.(문제에 비표준 측정 단위가 주어진 경우 SI 단위로 변환하십시오.)
6. 6 거리에 힘을 곱합니다. 10kg 무게의 바벨을 1.5m 높이로 들어 올리기 위해 선수는 98 x 1.5 = 147 J에 해당하는 작업을 수행합니다.
7. 7 힘이 비스듬한 방향으로 향할 때 일을 계산하십시오. 이전 예는 매우 간단했습니다. 힘의 방향과 몸의 움직임이 일치했습니다. 그러나 어떤 경우에는 힘이 이동 방향과 비스듬하게 가해집니다. 예를 들어, 수평에서 30도 떨어진 로프로 썰매를 25m 끄는 어린이가 한 일을 계산하십시오. 이 경우 일 = 힘 x 코사인(θ) x 거리입니다. 각도 θ는 힘의 방향과 운동 방향 사이의 각도입니다.
8. 8 총 적용된 힘을 찾으십시오. 이 예에서 어린이가 10N과 같은 힘을 가한다고 가정해 보겠습니다.
   • 문제가 힘이 위쪽 또는 오른쪽 / 왼쪽으로 향하거나 그 방향이 신체의 움직임 방향과 일치한다고 말하면 일을 계산하려면 단순히 힘과 거리를 곱하십시오.
9. 9 해당하는 힘을 계산합니다. 이 예에서는 총 힘의 일부만 썰매를 앞으로 당깁니다. 로프가 위로 향하기 때문에(수평에 대한 각도로) 전체 힘의 다른 부분이 썰매를 들어 올리려고 합니다. 따라서 방향이 이동 방향과 일치하는 힘을 계산하십시오.
   • 이 예에서 각도 θ(지면과 로프 사이)는 30º입니다.
   • cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866. 계산기를 사용하여 이 값을 찾으십시오. 계산기의 각도 단위를 도(°)로 설정하십시오.
   • 전체 힘에 cosθ를 곱합니다. 이 예에서: 10 x 0.866 = 8.66 N - 방향이 이동 방향과 일치하는 힘입니다.
10. 10 해당 힘에 거리를 곱하여 일을 계산합니다. 이 예에서는 8.66(H) x 20(m) = 173.2J입니다.

방법 2/5: 주어진 전력(W)에서 에너지(J) 계산

1. 1 힘과 에너지. 전력은 와트(W)로 측정되며 줄(J)로 측정되는 에너지의 변화, 변환, 전송 또는 소비율을 나타냅니다.주어진 전력(W)에 대한 에너지(J)를 계산하려면 시간 길이를 알아야 합니다.
2. 2 에너지(J)를 계산하려면 전력(W)에 시간(초)을 곱하십시오. 전력이 1W인 장치는 1초마다 1J의 에너지를 소비합니다. 예를 들어, 60W 전구가 120초 동안 소비하는 에너지를 계산해 보겠습니다. 60(W) x 120(s) = 7200J
   • 이 공식은 와트로 측정된 모든 전력에 적용되지만 전기와 관련된 작업에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

방법 3/5: 운동 에너지(J) 계산

1. 1 운동 에너지는 운동 에너지입니다. 줄(J)로 표현할 수 있습니다.
   • 운동 에너지는 정지한 물체를 일정한 속도로 가속하기 위해 한 일과 같습니다. 특정 속도에 도달하면 신체의 운동 에너지는 열(마찰로 인한), 중력 위치 에너지(중력에 반하여 이동할 때) 또는 다른 유형의 에너지로 변환될 때까지 일정하게 유지됩니다.
2. 2 체중을 찾으십시오. 예를 들어 자전거와 자전거 타는 사람의 운동 에너지를 계산합니다. 자전거 타는 사람의 무게는 50kg이고 자전거의 무게는 20kg입니다. 즉, 총 체중은 70kg입니다(자전거와 자전거 타는 사람은 같은 방향과 속도로 움직이기 때문에 하나의 몸으로 간주).
3. 3 속도를 계산합니다. 문제에 속도가 주어진 경우 다음 단계로 이동합니다. 그렇지 않으면 아래 방법 중 하나를 사용하여 계산하십시오. 여기서 속도의 방향은 무시할 수 있습니다. 또한 자전거 운전자가 직선으로 운전하고 있다고 가정합니다.
   • 자전거 타는 사람이 일정한 속도로(가속도 없음) 타고 있었다면 이동한 거리(m)를 측정하고 이 거리를 커버하는 데 걸린 시간(초)으로 나눕니다. 이것은 당신에게 평균 속도를 줄 것입니다.
   • 자전거 타는 사람이 가속 중이고 가속 값과 이동 방향이 변경되지 않은 경우 주어진 시간 t에서의 속도는 가속도 x t + 초기 속도 공식으로 계산됩니다. 시간은 초로, 속도는 m/s로, 가속도는 m/s로 측정됩니다.
4. 4 값을 공식에 ​​대입하십시오. 운동 에너지 = (1/2) mv, 여기서 m은 질량, v는 속도입니다. 예를 들어, 자전거 타는 사람의 속도가 15m / s이면 그의 운동 에너지 K = (1/2) (70kg) (15m / s) = (1/2) (70kg) (15m / s) (15m / s) = 7875kg ∙ m / s = 7875N ∙ m = 7875J
   • 운동 에너지 계산 공식은 일의 정의(W = FΔs)와 운동 방정식(v = v₀ + 2aΔs, 여기서 Δs는 이동 거리).

방법 4/5: 열량 계산(J)

1. 1 가열된 물체의 질량을 구하십시오. 이렇게하려면 저울 또는 스프링 스케일을 사용하십시오. 몸이 액체라면 먼저 빈 용기(액체를 부을 것)의 무게를 달아 질량을 찾습니다. 액체의 무게를 잰 후 이 값에서 빈 용기의 질량을 빼서 액체의 질량을 구합니다. 예를 들어, 무게가 500g인 물을 고려하십시오.
   • 결과를 줄 단위로 측정하려면 질량을 그램 단위로 측정해야 합니다.
2. 2 신체의 비열을 찾으십시오. 화학, 물리학 교과서 또는 인터넷에서 찾을 수 있습니다. 물의 비열 용량은 4.19J/g입니다.
   • 비열은 온도와 압력에 따라 약간 다릅니다. 예를 들어, 일부 소스에서 물의 비열용량은 4.18J/g입니다(서로 다른 소스는 "기준 온도"의 다른 값을 선택하기 때문에).
   • 온도는 켈빈 또는 섭씨로 측정할 수 있지만(두 온도의 차이가 같으므로) 화씨로는 측정할 수 없습니다.
3. 3 시작 체온을 찾으십시오. 몸이 액체인 경우 온도계를 사용하십시오.
4. 4 몸을 가열하고 최종 온도를 찾으십시오. 이렇게 하면 가열될 때 신체에 전달되는 열의 양을 찾을 수 있습니다.
   • 열로 변환된 총 에너지를 찾으려면 초기 체온을 절대 0도(섭씨 0도 또는 -273.15도)로 간주하십시오. 이것은 일반적으로 적용되지 않습니다.
5. 5 체온의 변화를 찾기 위해 종료 온도에서 시작 체온을 뺍니다. 예를 들어, 물은 섭씨 15도에서 섭씨 35도로 가열됩니다. 즉, 수온의 변화는 섭씨 20도입니다.
6. 6 체중, 비열, 체온 변화를 곱하십시오. 공식: H = mcΔT, 여기서 ΔT는 온도 변화입니다. 이 예에서: 500 x 4.19 x 20 = 41.900J
   • 열은 때때로 칼로리나 킬로칼로리로 측정됩니다. 칼로리는 물 1g의 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 열량입니다. 킬로칼로리는 물 1kg의 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 열량입니다. 위의 예에서 물 500g의 온도를 섭씨 20도 올리려면 10,000칼로리 또는 10kcal이 필요합니다.

방법 5/5: 전기 에너지(J) 계산

1. 1 이것은 전기 회로의 에너지 흐름을 계산하는 방법을 설명합니다. 물리적 문제를 해결할 수 있는 실제 예가 제공됩니다. 우선 공식 P = I x R에 따라 전력을 계산해 보겠습니다. 여기서 I은 현재 강도(A), R은 저항(Ohm)입니다. 에너지(J)를 계산할 수 있는 전력(W)을 찾을 수 있습니다(2장 참조).
2. 2 저항기를 가져 가라. 저항의 저항 값(Ohm)은 숫자 또는 색상으로 구분된 표시로 표시됩니다. 저항기를 저항계 또는 멀티미터에 연결하여 저항의 저항을 결정할 수도 있습니다. 예를 들어, 10옴 저항을 가정해 보겠습니다.
3. 3 저항을 전류 소스에 연결합니다. 이렇게하려면 악어 클립이나 전기 회로가있는 실험용 스탠드를 사용하십시오.
4. 4 일정 시간 동안 회로에 전류를 흘립니다. 예를 들어 10초 동안 이 작업을 수행합니다.
5. 5 암페어를 결정하십시오. 이렇게하려면 전류계 또는 멀티 미터를 사용하십시오. 예를 들어, 전류는 100mA = 0.1A입니다.
6. 6 공식 P = I x R을 사용하여 전력(W)을 계산합니다. 이 예에서: P = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 W = 100mW
7. 7 전력과 시간을 곱하여 에너지(J)를 찾습니다. 이 예에서는 0.1(W) x 10(s) = 1J입니다.
   • 1줄은 작은 값이고 전기 제품의 전력은 와트, 밀리와트 및 킬로와트로 표시되므로 주택 및 공동 부문에서는 일반적으로 에너지를 킬로와트시 단위로 측정합니다. 1 W = 1 J / s이면 1 J = 1 W ∙ s; 1kW = 1kJ / s이면 1kJ = 1kW ∙ s입니다. 1h = 3600s이므로 1kW ∙ h = 3600kW ∙ s = 3600kJ = 3600000J입니다.

팁

• SI에서는 에너지와 일도 에르그로 측정됩니다. 1 erg = 1 dyne(힘의 측정 단위) x 1 cm 1 J = 10,000,000 erg.

경고

• 줄과 뉴턴 미터는 작업의 측정 단위입니다. 줄은 신체가 직선으로 움직일 때의 에너지와 일을 측정합니다. 몸체가 회전하면 측정 단위는 뉴턴 미터입니다.

뭐가 필요하세요

일과 운동 에너지:

• 스톱워치 또는 타이머
• 저울
• 코사인 계산기

전기 에너지:

• 저항기
• 전선 또는 실험대
• 멀티미터(또는 저항계 및 전류계)
• 악어 클립

열량:

• 온 몸
• 열원(예: 버너)
• 온도계
• 가열된 물체의 비열을 결정하기 위한 핸드북