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포텐셜 에너지는 물체가 기준 위치로부터 다른 위치에 있기에 가지는 에너지이다.
포텐셜(Potential)의 의미가 ‘잠재적인’이므로, 잠재적으로 에너지를 가지고 있다는 뜻이다. 예를 들어 기준 위치를 방바닥이라 하였을 때, 책상 위에 놓인 연필은 책상 높이만큼 잠재적으로 에너지를 가지고 있다. 누군가 실수로 밀면 ‘떨어질 수 있기’ 때문이다. 떨어지는 것도 ‘물리에서의 일‘이기에 에너지라 할 수 있다. 이때 떨어지면서 ‘운동’을 하므로 포텐셜 에너지는 운동에너지로 바뀐다.
즉, 역학적에너지는 떨어지는 모든 순간에 일정하다. 여러 포텐셜 에너지 중에서 흔히 접하는 ‘중력에 의한 포텐셜 에너지‘를 유도해보면, W=Fs에서 F=mg(g는 중력가속도) s=h(높이)이기에, 다음과 같다.
- 운동에너지 : Kinetic energy
- 운동에너지 단위 : J
- 포텐셜에너지 : Potential energy
- 포텐셜에너지 단위 : J
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