W = Fd cosθ 공식으로 힘이 한 일을 즉시 계산하세요. 일, 힘, 변위 문제를 위한 무료 물리학 계산기.
일 계산기는 기본 물리 공식 W = Fd cosθ를 사용하여 물체에 작용하는 힘이 한 일을 즉시 구할 수 있게 해줍니다. 힘은 뉴턴, 거리는 미터, 각도는 도, 결과는 줄로 측정됩니다. 일은 물리학에서 가장 중요한 다리 역할을 하는 개념 중 하나로, 힘과 운동을 에너지와 연결합니다 — 힘이 물체를 움직이게 할 때마다 에너지가 전달되며, 그 전달된 에너지가 바로 우리가 일이라고 부르는 것입니다.
이 계산기는 종종 간과되는 각도 항을 포함한 전체 공식을 처리합니다: 가해진 힘, 물체가 이동하는 거리, 힘 방향과 운동 방향 사이의 각도를 입력하면, 계산기는 총 한 일과 유효 힘을 모두 계산합니다.
일 계산은 물리학, 공학, 일상 활동 전반에 걸쳐 나타납니다: 기계 엔지니어는 모터와 액추에이터가 한 일을 계산하고, 생체역학 연구자는 운동 중 근육이 한 일을 연구하며, 건설 엔지니어는 자재를 들어올리는 데 필요한 일을 계산하고, 물리학 학생들은 이를 에너지 보존을 이해하기 위한 발판으로 사용합니다.
한 사람이 지면 위 30° 각도로 밧줄을 사용해 썰매를 끌고 있으며, 썰매가 눈 위를 10m 이동하는 동안 100N의 힘을 가합니다. 한 일은 W = 100 × 10 × cos(30°) = 866줄입니다. 같은 사람이 밧줄을 완전히 수평으로(0°) 당겼다면, 일은 W = 100 × 10 × cos(0°) = 1,000줄로 증가할 것입니다.
이 계산기의 일 값은 주어진 거리에 걸쳐 가해진 힘에 의해 물체로 얼마나 많은 에너지가 전달되었는지(또는 제거되었는지) 알려줍니다. 양의 결과는 힘이 물체의 운동에 에너지를 추가했음을 의미하며, 음의 결과(각도가 90°를 초과할 때 발생)는 힘이 에너지를 제거했음을 의미합니다. 결과와 함께 표시되는 유효 힘에 주의하세요 — 이것은 실제로 일을 한 가해진 힘의 부분입니다. 유효 힘이 총 가해진 힘보다 훨씬 작다면, 노력의 대부분이 불리한 각도에서 '낭비'되고 있다는 의미입니다. 힘이 가해지고 물체가 움직이는데도 결과가 0의 일을 보인다면, 각도 입력을 확인하세요 — 힘과 운동 사이의 90° 각도는 물리적 의미에서 항상 0의 일을 만듭니다.
힘, 이동한 거리, 힘과 운동 방향 사이의 각도를 입력하세요(정렬되어 있으면 0°).
| 활동 | 힘 | 거리 | 각도 | 한 일 |
|---|---|---|---|---|
| 10kg 상자를 1.5m 들어올리기 | 98 N | 1.5 m | 0° | 147 J |
| 쇼핑 카트를 20m 밀기 | 50 N | 20 m | 0° | 1,000 J |
| 가방을 20m 나르기(수평) | 50 N | 20 m | 90° | 0 J |
| 썰매를 30° 각도로 10m 끌기 | 100 N | 10 m | 30° | 866 J |
| 바벨을 0.6m 데드리프트하기 | 800 N | 0.6 m | 0° | 480 J |