Page 131 고 체육탐구

⑷ 일, 파워, 에너지

일과 역학적 에너지의 관계를 이해하면 일의 효율성과 안정성을 높일 수 있다.

❶ 일 일의 형태
물체에 힘을 가했을 때 물체가 힘을 가한 방향으로 이동하면 역학적으로 일을 하
근력
였다고 한다. 즉, 물체에 가한 힘과 이동 변위의 곱을 일이라고 하며, 일의 형태는 힘
단축성 수축
의 방향과 운동 방향에 따라 달라진다. 등척성 수축
신장성 수축
덤벨 무게
❷ 파워  양(+)의 일: 근력의 방향으로 덤벨이
파워는 단위 시간 동안 물체에 한 일을 말하며, 스포츠 상황에서는 순발력을 의미 움직인 단축성 수축
 영(0)의 일: 정지된 상태로 버티고 있
한다. 순발력은 짧은 시간 동안 최대의 힘을 발휘하는 능력으로, 제자리멀리뛰기나 는 등척성 수축
 음(-)의 일: 근력의 반대 방향으로 덤
육상 단거리 경기에서 좋은 기록을 얻기 위해서는 순발력을 향상시켜야 한다. 벨이 움직인 신장성 수축

❸ 에너지
에너지는 일을 할 수 있는 능력을 말하며, 물체에 한 일은 물체의 에너지 변화량과 일과 역학적 에너지의 변화량

같다. 운동 상황과 관련 있는 에너지는 역학적 에너지로 크게 운동 에너지와 위치 에
너지로 구분된다.
신체의 무게 중심
운동 에너지 위치 에너지
운동 중에 있는 물체가 가지고 있는 에너지 높은 곳에 있는 물체가 가지고 있는 잠재적 에너지를 말하며, 크
를 말하며, 운동 에너지의 크기는 질량에 게 중력에 의한 위치 에너지와 탄성력에 의한 위치 에너지로 구 높이뛰기의 발 구르기 구간에서 점프
비례하고 속도의 제곱에 비례한다. 야구의 분된다. 위치 에너지의 크기는 질량과 높이의 곱에 비례한다. 다 시작점부터 발이 지면에서 떨어지는 순
경우 투수가 무거운 공을 빠르게 던질수록 이빙의 경우 선수의 체중이 무거울수록, 높이가 높아질수록 위 간까지 신체 무게 중심의 높이와 속도
더 큰 운동 에너지를 가지며, 포수가 공을 치 에너지는 커지며, 물 위로 떨어지면서 위치 에너지는 운동 에 가 증가했다면, 지면 반력이 신체에 한
받을 때 더 강한 충격을 준다. 너지로 전환된다. 일은 역학적 에너지의 변화량과 같다.

스포츠 종목의 역학적 에너지 전환 비교하기, 분석하기

스키 점프 선수가 활강할 때는 높은 곳에서 미끄러져 내려오므로 위치 에너지는 감소하지만 그만큼 속도가 증가하여 운동 에너지가 증가한다. 이러한 역
학적 에너지의 상호 변환에는 중요한 특징이 있다. 만약, 공기 저항을 무시하고 다른 외력이 작용하지 않는다면 역학적 에너지는 형태만 서로 전환될 뿐 전
체의 양은 항상 일정하게 보존되는데, 이를 ‘역학적 에너지 보존의 법칙’이라고 한다. 다음 종목의 역학적 에너지 전환 형태를 알아보자.

장대높이뛰기 다이빙 양궁
운동 에너지 → 탄성 에너지 → 운동 에너지 →
위치 에너지 → 운동 에너지

128 Ⅱ. 체육과 과학 04. 체육의 역학적 원리와 적용 129

체육탐구제풀본-0726.indb 129 2018-07-19 오후 3:17:04