How does work...work? - Peter Bohacek

일이 돌아하게 하는 방법은 뭘까요? - 피터 보하섹 (Peter Bohacek)

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

번역: hye ri cho 검토: Jeong-Lan Kinser

In Physics,

물리학에서,

the concepts of work and power help us understand

일과 힘의 개념은 우리가 이해하게끔 도와주고

and explain lots of things in our universe.

우리 우주에서의 많은 것들을 설명합니다.

Let's start with work.

"일"로 시작해 봅시다.

Positive work is the energy we put into a system,

양적 일은 우리가 시스템에 가하는 에너지이고

and negative work is energy that is transferred out.

음적 일은 우리가 빼내는 에너지입니다.

Think of positive work as money being added to your bank account,

양적 일을 은행계좌에 넣어지는 돈으로,

and negative work as money taken out.

음적 일은 빼내지는 돈이라고 생각해 보세요.

In the metric system,

미터법에서,

work and energy are measured in Joules.

일과 에너지는 '주울'로 측정이 됩니다.

As an example, let's take a beautiful, old, mechanical grandfather clock.

예로, 아름답고 오래된 할아버지의 시계를 생각해 봅시다.

We transfer energy into the clock

우리는 에너지를 시계 안으로 옮깁니다.

when we turn the crank

우리가 시계를 작동시킬때

to raise the heavy metal cylinders inside the clock.

시계안에 무거운 금속 실린더를 올리기 위해서 말입니다.

When we do this, we are doing positive work,

우리가 그렇게 할때, 우린 양적 일을 합니다.

adding energy to the clock,

시계안에 에너지를 넣고,

and that energy is stored as gravitational potential energy.

그 에너지는 중력 위치 에너지로 축적됩니다.

We can calculate the amount of work done by multiplying the force we apply

우리는 우리가 한 일의 양을 곱해서 계산 할 수 있습니다.

times the distance over which we apply the force.

우리가 가한 힘과 힘을 가할 때 들려진 높이를 말이죠

To raise the metal cylinders,

금속 실린더를 올리기 위해서

we need to apply a force equal to their weight.

우린 그들의 무게와 똑같은 힘을 가해야 합니다.

That is, equal to the force of gravity

그것은 실린더를

pulling downward on the cylinders.

These cylinders weight 300 Newtons,

이 실린더는 무거운 300뉴턴입니다.

which is pretty heavy,

아주 무거운,

about as much as a small child,

조그만 아이만큼 정도 되죠.

and if we lift them 1/2 meter,

우리가 그것을 0.5m 들었을때

then we do 300 Newtons

우리는 300뉴턴을

times 1/2 meter

0.5m 로 곱한 정도,

or 150 Joules of work.

즉, 150 '주울'의 일을 하죠.

Power is the rate at which energy is transferred.

힘은 에너지가 옮겨진 비율입니다.

When we say rate,

우리가 비율을 말할때,

we mean the amount of energy transferred

우린 시간 단위 분(分)의

per unit of time.

옮겨진 에너지의 양을 의미합니다.

In the metric system, power is measured in

미터법에서 힘은

Joules per second,

초 당 '주울'이나

or Watts.

'와트'로 측정됩니다.

The term Watt goes back to James Watt,

와트라는 용어는 '제임스 와트'로 돌아갑니다.

who came up with the concept of horsepower

그는 힘의 양을 측정하기 위해

to measure the amount of power

마력 (馬力)의 개념을 찾아낸 사람이죠.

produced by a typical work horse.

말이 하는 일반적인 일을 통해 말이죠.

James Watt was a producer of industrial steam engines,

제임스 와트는 산업 증기기관의 생산자이고

and he wanted his potential customers

그는 잠재 고객들이

to be able to make comparisons

그의 증기기관과 비슷한 양이

between his steam engines and a familiar quanity,

우리가 일하는 말에서 얻을 수 있는 힘의 양을

the power they could get from a working horse.

비교할 수 있기를 바랬죠.

It was such a useful idea

힘의 미터법 단위인, '와트'가

that the metric system unit for power, the Watt,

제임스 와트의 이름을 따온 것은

is named after James Watt.

아주 유용한 아이디어입니다.

Following in James Watt's footsteps,

제임스 와트의 발자취를 따라서,

let's compare the amount of power it takes

할아버지의 시계를 작동시키기 위해

to run this grandfather clock

작용한 힘의 양을

to the power we'd need to run

100와트의 밝은 전구를

a bright, 100-Watt light bulb.

작동시키는데 필요한 힘과 비교해봅시다.

We can measure the power a person uses

우리는 사람이

to wind the clock

시계태엽을 감기 위해 가하는 힘의 양을 구할 수 있습니다.

by dividing the amount of work they did

한 일의 양을

by the time it took them to do it.

그것을 하는 데 걸린 시간으로 나누어서 말이죠.

If it takes 1 minute, or 60 seconds,

그것을 드는데 1분, 즉 60초가 걸렸다면

to lift the weights,

그들이 한

then they are doing 150 Joules

150주울의 일을

divided by 60 seconds,

60초로 나누면

or 2.5 Joules per second of work.

초당 일의 양이 2.5주울이 됩니다.

They are adding energy to the clock

그들이 2.5와트의 에너지를

in the rate of 2.5 Watts.

시계안으로 넣은 것 입니다.

You would need about 40 times as much

여러분은 40배의 와트가 더 필요합니다,

to run a bright, 100-Watt light bulb.

100와트의 밝은 전구를 밝히려면요.

Before we let the clock run,

우리가 시계를 작동시키기 전에,

the energy is stored

에너지는 실린더의

as gravitational potential energy of the cylinders.

중력위치에너지로 축적됩니다.

It's like your bank account

이것은 당신이 은행계좌에

when you have just deposited money.

돈을 예금할 때와 같은 것 입니다.

But if we let the clock run,

하지만 시계가 돌아가게 할 때,

the cylinders slowly move downward.

실린더는 천천히 아래로 내려갑니다.

Energy is leaving the clock.

에너지는 시계에서 빠져나옵니다.

In fact, when the cylinders get to the bottom,

사실, 실린더가 맨 아래로 갈때,

all the energy that we put in will have left.

우리가 가한 모든 에너지는 빠져나갈 것 입니다.

So how much power does the clock use?

그럼 시계가 사용하는 힘은 얼만큼 일까요?

That is, how many Joules of energy per second leave the clock

즉, 초 당 얼마큼의 에너지 주울의 양이 시계를 떠날까요?

if it takes 5 days for the cylinders to return to their original position?

만약 실린더가 원초적 상태로 돌아오기까지 5일이 걸린다면 말이죠.

We can figure this out

우린 알아낼수 있습니다.

because we already know how much work we did

왜냐하면 우리가 실린더를 들었을때

when we lifted the cylinders:

얼마나 일을 했는지 알고 있기 때문입니다:

150 Joules.

150주울입니다.

But this time, it took 5 days rather than a minute.

하지만 이번에는, 1분 대신 5일이 걸렸죠.

Five days is 5 times 24

5일은 5 곱하기 24시간,

times 60

곱하기 60,

times 60 again

또 60을 곱합니다.

or 432,000 seconds.

즉 432,000초이죠.

So we divide the work done by the time

그래서 우리가 한 일을 시간으로 나누고

and find the answer of about 0.00035 Joules per second,

우린 초당 약 0.00035주울의,

or about 0.35 milliwatts.

또는 약 0.35 밀리와트의 일을 했다는 답을 찾을 수 있습니다.

That's a tiny amount of power.

그것은 아주 적은 양의 힘입니다.

This clock uses so little power

이 시계는 아주 적은 양의 힘을 사용합니다.

that you could run almost 300,000 clocks

즉 여러분은 300,000개의 시계를

using the same power it takes to run one 100-Watt light bulb.

100와트 전구 하나를 켜기 위해 사용하는 힘의 양과 같은 양의 힘을 이용해 돌아가게 할 수 있습니다.

That's right, you could run a clock in every house

맞습니다, 여러분은 그 정도의 힘으로

in a medium sized city with that much power.

That's a pretty amazing conclusion

매우 놀라운 결론이죠,

and it took knowledge of work

그리고 그걸 알아내기 위해서

and power to figure it out.

일과 힘의 지식이 쓰여졌습니다.