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학습 내용
에너지란 일을 할 수 있는 능력을 뜻한다. 에너지에는 여러 형태가 있는데 대표적으로 전기 에너지, 역학적 에너지(퍼텐셜 에너지+운동 에너지), 화학 에너지, 열 에너지 등이 있다. 한 형태의 에너지는 다른 형태의 에너지로 전환될 수 있다.
에너지는 여러 형태로 전환될 수 있지만 새롭게 생겨나거나 소멸되지 않으며 전체 양은 일정하게 보존된다. 이를 에너지 보존 법칙이라고 부른다. 에너지는 다시 사용하기 어려운 형태로 전환되기 때문에 아껴야한다.

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"한국 재생 에너지 공급량, OECD 평균 4분의 1 수준" [정지은의 산업 노트]

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"한국 재생 에너지 공급량, OECD 평균 4분의 1 수준" [정지은의 산업 노트]

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한국의 재생 에너지 공급량이 OECD국 평균의 4분의 1 정도밖에 되지 않아 한국이 재생 에너지의 개발 및 전환에 관심이 없다는 지적이 나왔다. 따라서 삼성 전자는 재생 에너지 활용 확대를 선언했다. 국내 재생 에너지 단가는 핵 에너지를 전기 에너지로 전환 시키는 핵발전, 화학 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 화력 발전에 비해 단가가 높다. 삼성 전자는 사회 전체의 노력을 요구했다. 특히 정부가 재생 에너지 공급 확대와 정책적 지원을 확대하며 단가를 낮춰야 한다고 주장했다.

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후루타치 고스케/ 에이지21
이 책은 화학 에너지, 핵 에너지, 재생 에너지, 전기 에너지 등의 역사에 대해 설명하며 미래 인류가 나아갈 방향성을 제시한다. 에너지의 역사 뿐만 설명하는 것이 아니라 에너지의 개념, 특징, 이상적인 에너지원에 대해 설명한다. 추천하고자 하는 대상은 환경 문제와 미래 인류의 방향성에 대해 고민이 많은 사람들이 읽어보면 좋을 것이다.

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학습 내용
단위 시간 당 속도 변화량을 가속도라고 하는데, 가속도가 일정한 운동을 등가속도 운동이라고 한다. 등가속도 운동의 대표적인 예로 자유 낙하 운동이 있는데, 자유 낙하 운동은 공기 저항을 무시했을 때만 등가속도 운동이라고 할 수 있다. 자유낙하 하는 물체의 가속도는 9.8m/s^2이고 이를 중력 가속도라고 한다.

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학습 내용
원소들이 결합을 형성할 때에는 원소의 성질에 따라 화학 결합의 종류가 달라지는데 그 중에 이온 결합과 공유 결합이 있다. 나는 이온 결합에 대해 설명하도록 하겠다.
이온 결합은 금속 원소와 비금속 원소 사이에 형성되는 결합이다. 일반적으로 금속 원소는 전자를 잃어 양이온이 되기 쉽고, 비금속 원소는 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다. 이온 결합은 두 이온 사이에 작용하는 정전기적 인력 때문에 생기는 결합이다. 화학식을 표현할 때에는 전체가 중성이 되도록 간단한 정수비로 표현한다. 이온 결합을 통해 생성된 물질로는 비누(수산화 나트륨), 습기 제거제(염화 칼슘) 등이 있다.

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학습 내용
열기관은 화석 연료가 연소할 때 발생하는 열에너지를 이용하여 동력을 얻는 장치이다. 대표적인 열기관으로는 자동차의 엔진이 있다. 열기관의 열효율은 열기관이 하는 일(W)을 열기관에 공급되는 에너지(Q1)로 나눈 후 100을 곱하면 알 수 있다. 우리가 주로 이용하는 자동차의 열효율은 20~30% 정도 밖에 되지 않는다.  열효율이 낮으면 같은 거리를 가더라도 이산화탄소가 더 많이 배출되어 환경에 악영향을 끼친다. 전기차는 공급되는 에너지에 대한 사용되는 에너지의 비율이 열기관을 사용하는 내연기관 자동차에 비해 높기 때문에 전기차의 인기는 올라가고 있다.

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광합성 반응을 모사한 리튬 공기 전지

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한국 연구 재단, 짧은 주행 거리 '리튬이온 이차전지' 대체할 '리튬 공기 전지' 기술 개발

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한국 연구 재단, 짧은 주행 거리 '리튬이온 이차전지' 대체할 '리튬 공기 전지' 기술 개발

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뉴스 프리존/이기종 기자
현재 전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 리튬 이온의 화학적 반응으로 전기를 생산하는 배터리인데, 짧은 주행 거리가 큰 문제이다. 그러나 이번에 개발된 리튬 공기 전지는 리튬이온 이차전지에 비해 2~3배 높은 에너지 밀도를 가지고, 리튬 공기전지를 탑재한 전기 자동차는 주행 거리 또한 리튬이온 배터리가 탑재된 전기 자동차보다 2~3배 정도 많다.  또한, 이 배터리는 산소를 양극 소재로 사용하기 때문에 자원 확보 문제와 고갈 문제도 없다.

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학습 내용
운동하는 물체의 질량과 속도를 곱한 물리량을 운동량이라고 하고, 단위는 kg*m/s를 사용한다. 운동량의 방향은 속도의 방향과 같다. 운동량은 물체의 질량이 클수록, 속도가 빠를수록 크다.
충격량은 물체에 작용한 힘과 힘이 작용한 시간을 곱한 물리량이고 단위는 N*s를 사용한다. 두 물체가 충돌할 때 충격량은 크기가 같고 방향은 반대이다. 충격량은 나중 운동량-처음 운동량, 즉 운동량의 변화량과 같다.
충격량이 같을 때, 충돌 시간을 길게하면 충격력(힘)을 줄일 수 있다. 이러한 원리를 사용한 예로는 자동차의 에어백, 범퍼, 공기가 충전된 포장재 등이 있다.

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일반 상대성 이론 '등가 원리' 위성서 진행된 초정밀 검증 통과

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일반 상대성 이론 '등가 원리' 위성서 진행된 초정밀 검증 통과

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연합 뉴스/ 엄남석 기자
'일반 상대성 이론'의 핵심 내용 중 하나인 '약한 등가 원리'는 가속 운동을 하는 물체의 관성 질량과 중력  질량은 같다고 규정하고 있다. 이 원리는 서로 다른 무게의 공을 떨어뜨려 물체의 가속도가 질량과 무관함을 실험한 것에서부터 시작되었다. 그리고 최근 미국 물리학회에 따르면 국제 연구팀은 지구 궤도를 돌며 자유낙하 하는 것과 같은 효과를 내는 위성을 이용해 약한 등가 원리 입증 실험을 한 '마이크로스코프 미션'의 결과를 발표했다.

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초방사 열기관 구현을 위한 모식도

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서울대 연구팀, 빛으로 작동하는 양자 엔진 세계 첫 구현

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서울대 연구팀, 빛으로 작동하는 양자 엔진 세계 첫 구현

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연합 뉴스/문다영 기자
초방사란, 들뜬 상태의 원자들 간 결맞음이 발생하며 강한 빛을 내는 현상이다. 그동안 학계에서는 초방사 이후 광압을 활용해 양자 열기관을 구동할 수 있을 것이라는 이론 수준의 아이디어가 제안 되어 왔었다. 그러나  최근 서울대 연구팀이 최초로 이 아이디어를 구현했다. 연구팀은 이 양자 엔진이 고전 열역학 법칙을 따르는 것이 아니기 때문에 이론적으로 카르노 기관의 효율에 도달할 수도 있다고 설명했다.

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자유낙하하는 물체의 종단속도

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[과학을 읽다] 옥상에서 떨어지면, 개미도 부상 당한다?

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[과학을 읽다] 옥상에서 떨어지면, 개미도 부상 당한다?

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아시아 경제/김종화 기자
많은 사람들은 개미가 높은 곳에서 떨어져도 가볍기 때문에 전혀 충격을 입지 않을 것이라고 생각한다. 그러나 실제로는 개미도 높은 곳에서 떨어지면 신체를 다친다. 미국 일리노이 대학교 연구팀은 개미를 떨어뜨리는 실험을 통해 개미의 속도와 충격량을 계산하였다. 공기 중에서 물체가 낙하할 때, 저항력과 중력의 크기가 같아져 등속도로 운동하는 때의 속도를 종단 속도라고 하는데, 질량이 크지 않은 개미는 이 종단 속도에 빠르게 도달하게 된다. 일리노이 대학교 연구팀에서 계산한 개미의 종단 속도는 1.78 m/s이고 충격량은 0.00178N이다. 결론적으로, 개미가 높은 곳에서 떨어질 때 충돌 시간에 따라 부상을 입는 정도는 달라지겠지만, 대부분의 경우에서는 크게 다치지 않을 것이라는 것을 알 수 있다.

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폴링이 들려주는 화학 결합 이야기

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폴링이 들려주는 화학 결합 이야기

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최미화/ 자음과 모음
이온 결합이라는 구체적인 주제만을 다룬 책은 없어서 이를 포괄하는 책을 소개하겠다. 이 책은 기본적으로 화학 결합에 대해 이야기하고 있다. 이 책에서는 화학 결합이 이루어질 때 전자의 역할, 친수성 분자, 소수성 분자, 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합, 오비탈 등에 대해 다루고 있다. 화학 결합의 전반적인 부분에 대한 감을 얻고 싶은 학생들이 보면 좋을 것 같다.

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세상 모든, 물리1: 고전 역학

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세상 모든, 물리1: 고전 역학

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이공주복/ 동아시아
이 책은 등가속도 운동이 포함되어 고전 역학을 다룬 책이다. 이 책에는 속도, 가속도, 운동, 관성의 법칙, 작용-반작용의 법칙, 에너지 보존 법칙 등등이 나와있다. 이 책의 내용은 대부분 역학에 관한 것이기 때문에 등가속도 운동에 대해 알고 싶다면 읽어 보는 것을 추천한다.

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볼츠만이 들려주는 열역학 이야기

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볼츠만이 들려주는 열역학 이야기

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정완상/ 자음과 모음
이 책은 열과 역학적 에너지의 관계를 다루는 물리를 뜻하는 열역학에 대한 책이다. 이 책은 우선 열의 개념에 대해 이야기하며 시작한다. 그리고 열팽창, 열의 전달 방식, 열역학 제 1 법칙, 열역학 제 2 법칙, 그리고 맥스웰이 고안한 사고 실험인 맥시웰의 도깨비에 대해 설명한다. 이 책은 물리 중에서도 열역학에 흥미가 있거나 내연기관 자동차에 관심 있는 사람들이 읽으면 좋을 것 같다.

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이노키 마사후미/ 필름
운동량과 충격량에 대해 알고 싶어하지만 물리에 대한 지식이 거의 없는 사람들에게 이 책을 추천한다. 왜냐하면 이 책은 복잡한 수식이 없고 어렵지 않게, 제목처럼 '물리지 않게' 물리를 설명해주는 책이기 때문이다.