물리적 일과 모멘트.

<비슷하지만 다른 모멘트와 물리적 일에 대해 알아보자.>

*모멘트와 일의 유사성

정확하게는 토크와 일의 차원이 같은 것이 대표적인 유사성이 될 수 있을 것이다. FLT계에서 두 물리량 모두 FL이라는 차원을 가진다. 그러나 이 이상의 유사성은 찾아내기 힘들다. 모멘트에 대한 자세한 내용은 <모멘트에 대하여> 게시글을 통해 확인할 수 있다.

*물리적 일

 통상적으로 알고 있듯 물리적 일이란 힘 벡터와 변위 벡터의 내적이다. 사실 위의 표현보다 더 정밀한 표현은

 이다. 다시말해 물리적 일은 힘 벡터와 미소 변위벡터의 내적을 경로(선)적분 해준 값이다. 

*모멘트와 물리적 일의 차이

먼저 토크와 일의 차이를 살펴보자. 토크는 외적 결과 값이므로 방향을 가지고 있다(벡터값이다.). 또한 단위로 N*m를 도입하여 사용한다. 그러나 일은 내적 값이므로 방향을 가지고 있지 않다(스칼라 값이다.). 단위는 통상적으로 N*m를 줄여 J(joule)을 사용한다. J, 즉 줄은 일과 에너지의 단위로 쓰이고 있다.

다음으로 '경로'라는 개념을 가지고와 다른점을 찾아보자. 결론부터 말하자면 모멘트는 점함수이고 일은 경로함수이다. 단어에서부터 알 수 있듯 모멘트는 현상태에서의 물리량이고 따라서 경로와 관계없는 값이다. 즉 내가 관찰하기로한 계 내부의 현재 상태로만 결정되는 값이다. 

물리적 일은 위 정의 식에서만 보더라도 경로에 의존하고 있음을 알 수 있다. (=경로가 변화하면 그에 따라 일의 크기가 달라지게 된다.) 경로에 의존하는 물리량 중 대표적인 것이 일과 열이다. 일과 열은 어느 상태에 있는 계를 다른 상태로 변화시키는데 그 의미를 가진다. 따라서 정지된 시점에서는 의미를 갖지 못한다.

여기서 유의하여야 할 점은 일과 열이 토크와는 또 다른 방식으로 방향성을 나타내고 있다는 점이다. 결과 값은 스칼라이지만 이러한 과정이 일어나는데 있어(계의 상태를 변화시키는 데에 있어) 방향성을 나타내고 있는 것이다. 역학적인 운동을 통하여 이동하는 에너지를 일이라 하고 온도차가 driving force가 되어 이동하는 에너지를 열이라 부른다. 즉 일을 통하여 에너지를 전달할 수도 있고 열을 통하여 에너지를 전달할 수도 있다.

<참고문헌>

위키피디아(https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%BC_(%EB%AC%BC%EB%A6%AC%ED%95%99))

정보통신기술용어해석

(http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?nav=&m_temp1=4946&id=609)