물1 이제 이건 필수로 알아갑시다
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6평 20번에도 나왔잖아요!!
(나)가 바로 그 평형점을 알려주는 상황이잖아요!!
저 지점을 기준으로 탄성퍼텐셜에너지를 계산하면 더이상 중력퍼텐셜에너지를 계산할 필요가 없어져요!
따라서 이 두 퍼텐셜에너지를 그냥 단순히 퍼텐셜에너지라 부릅시다.
(다)에서 퍼텐셜에너지는 kd=mg이므로 2mgd고 운동에너지는 0이네요.
물체가 운동하는 동안 비보존력이 작용하지 않으므로
역학적에너지는 보존이 될테고,
평형점위치에서 퍼텐셜에너지가 0이 되므로 이 지점에서 모든 역학적에너지가 운동에너지로 전환되어 운동에너지가 최대겠죠? 바로 ㄷ선지 2mgd가 나오네요!
평형점에서 왜 운동에너지가 최대인지는 또 다른 이유로 설명해볼게요.
운동에너지 변화량은 알짜힘이 한 일! 일-운동에너지 정리이죠.
평형점보다 아래에 있을 땐 탄성력이 중력보다 커서 물체가 올라가는 동안 운동에너지가 증가하고
평형점 이후에서부터는 중력이 더 커서 알짜힘이 운동방향과 반대로 작용해 운동에너지가 점점 줄겠죠?
이처럼 알짜힘이 한 일을 통해 운동에너지가 최대인 지점을 유추할 수도 있어요!
문제에 (나)를 준 것 자체가 평형점을 알고가라는 의미가 아닐까 생각해봅니다.
꼭꼭 알아가세요!!
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평형점에서 A의 역학적에너지=운동에너지라 2mgd인 건 알겠는데 어차피 비보존력이 작용하지 않으므로 평형점의 역학적에너지나 B와 닿기 직전의 역학적 에너지 둘다 2mgd로 볼 수 있지도 않나요?? 그렇게 되면 2mgd=1/2kx(1/2d)^2 쓰면 말이 안되긴 하는데.. 닿기 직전에 중력 퍼텐셜 에너지를 빼는 이유가 뭘까요..