7.13: 중력이 한 일

중력은 자연의 4가지 기본 힘 중 하나입니다. 지구에 있는 물체와 지구 자체 사이의 힘을 중력이라고 합니다.

다른 힘과 마찬가지로 중력은 물체가 지구 중심을 향해 이동하는 경우 물체에 작용합니다. 이 경우 중력이 한 일은 양의 일이라고 합니다. 외력이 중력에 대항하여 물체에 작용하여 지구 중심에서 멀어지게 되면 중력에 반대되는 작업이 수행됩니다. 이 경우 수행된 네트워크 작업은 음수라고 합니다. 물체가 지구를 따라 움직이고 지구 중심을 향하거나 멀어지는 변위가 없다면 중력에 의한 또는 중력에 반대하는 작업이 수행되지 않습니다.

물론 지구상의 어떤 물체도 입자가 아닙니다. 복합 물체 연구에서 개발된 질량 중심 프레임워크는 이 문제를 우회합니다. 중력을 포함한 외부 힘의 영향을 고려하기 전에 물체의 전체 질량과 동일한 질량의 단일 입자가 물체의 질량 중심에 존재한다고 간주할 수 있습니다.

물체를 위로 던지면 중력이 변위에 작용합니다.

따라서 중력에 의해 수행되는 작업은 중력과 변위 벡터의 내적입니다.

이러한 벡터는 반대 방향을 가리키기 때문에 수행된 작업은 음수입니다.

중력은 물체의 운동 에너지를 위치 에너지로 변환하여 물체에 작용합니다.

최대 높이에 도달하면 개체가 뒤로 떨어집니다. 중력은 변위 방향으로 작용하고 수행된 작업은 양수입니다.

물체가 들어 올려졌다고 가정하면 적용된 힘과 중력이 모두 물체에 작용합니다.

물체에 대해 수행된 순 작업은 일-에너지 정리에 의해 제공됩니다.

물체가 리프트 전후에 정지해 있으면 운동 에너지의 알짜 변화는 0입니다.

따라서 적용된 힘에 의해 수행되는 작업은 중력에 의해 수행된 작업에 음수입니다.