일 (Work) 로부터 가속도 (Acceleration) 계산

일, 힘, 거리, 가속도 사이의 관계는 뉴턴의 운동 제2법칙에 기초한다.

뉴턴의 제2법칙에 따르면 일정한 힘 (F)이 가해질 때 물체의 가속도 (a)는 물체의 질량 (m)에 반비례한다. 질량이 클수록 동일한 일 (W)에 대한 가속도가 작아진다.

 

아래 식과 같이, 일 (W)은 물체에 가해진 힘에 그 힘으로 인해 물체가 이동한 거리 (d)를 곱한 값이다.

 

(식 1) W = F * d = ma * d

 

총 일 (Total Work)로부터 가속도를 결정하기 위해, 위의 식은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.

 

(식 2) a = W/d ÷ m

 

a : 가속도 (m/s²)

W : 총 일 (N·m)

d : 거리 (m)

m : 질량 (kg)

 

Total Work, W (N·m) :

Distance, d (m) :

Mass, m (kg) :

     

Acceleration, a (m/s²) :

 

예를 들어, 물체를 5 m 거리로 이동시키기 위해 100 N·m의 일을 하고 물체의 질량이 10 kg이라면 가속도는 다음과 같이 계산한다.

a = 100​/5 ÷ 10 =2 m/s2