해머 또는 망치로 철판과 납판을 내리치면 (에너지 보존)

망치나 큰 해머로 두꺼운 철판이나 납판을 내리치면 어떤판이 더 열을 받아 온도가 높아질까?

참고로 망치로 두꺼운 철판을 내리치면 망치는 내리치던 속력과 비슷한 속력으로 튕겨 나오게 되고
두꺼운 납판에 내리치면 망치가 납판에 박힌다고 한다.

자 같은 방법으로 여러번 내리친다면 어떤 판이 더 열을 받을까?

에너지 보전법칙으로 생각해 볼 재미있는 문제
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<해답>

우리가 망치로 철판을 내리친다는 것은
우리가 망치에 일을 해 주는 것이고
우리가 해준일은 철판에 충돌하기 직전의 운동에너지로 바뀌게 된다.
그런데 철판에 충돌시키면 거의 같은 속도로 되튕겨 올라온다고 했으니
충돌전과 충돌후의 운동에너지의 차이는 거의 없으므로 에너지이 손실이 거의 없다고 볼 수 있다.
따라서 철판은 거의 열을 받지 않게 된다.

반면에 납판에 내리치게 되면
납판에 충돌하는 순간 망치가 납판에 박히면서 망치의 속도가 0이 된다.
그러면 망치의 운동에너지의 대부분이 열에너지로 변환이 되므로
납판은 점점 열을 받게 되는 것이다.


<응용>
비슷한 경우를 영화에서도 볼 수 있는데
총알이 사람을 관통해 가면 사람은 큰 충격을 받지 않고 쓰러지기만 하는데 이유는 총알의 운동에너지가
충돌전과 후에 별 차이가 없으므로 사람에게 한 일도 크지 않기 때문이다.
반면에 방탄복을 입은 사람은 총알이 방탄복에 박히면서 멈추게 되는데
그렇게 되면 총알의 운동에너지 모두가 사람에게 하는 일로 전환하게 되므로
상당히 큰 충격을 받고 넘어지는 것을 볼 수 있다.