정적분으로 일(Work)과 유체가 가하는 힘 구하기
수학이야기/Calculus
2019. 4. 8. 10:25
일 구하기 물체가 일정한 힘($F$)이 가해지는 방향으로 직선을 따라 $d$만큼 이동했다고 하자. 이때 일($W$)은 아래와 같이 정의한다. $$W=Fd$$ 힘은 단위가 뉴턴($N$), 길이는 미터($m$)이므로 일은 단위가 $N\cdot m$인데 이것을 줄($J$)로 부른다. 힘이 일정하지 않고 변한다고 하자. 즉, $x$축을 따라 $x=a$에서 $x=b$까지 움직일 때 힘이 연속인 함수 $F(x)$로 주어지면 일은 아래와 같이 정의한다. $$W=\int_{a}^{b}F(x)dx$$ 더 엄밀하게 표현하면 아래와 같이 내적이므로 일은 스칼라이다. $$W=\int F \cdot ds$$ 예제 질량이 2kg인 바구니가 길이가 6m인 밧줄에 매달려 있다. 밧줄을 일정한 속력으로 끌어올리는데 필요한 일을 계산하..