그네를 휘두를 때 몸을 사용하여 힘을 가해 더 높이 휘두를 수 있는 에너지는 어디에서 나오는 걸까요?

그네를 탈 때 몸을 이용해 힘을 가해 더 높이 휘두를 수 있는 에너지는 어디서 나오는 걸까요?

스윙을 할 때 주기 내에서 적절한 시기에 몸의 자세를 반복적으로 조절하면 스윙이 멈추지 않을 수도 있고, 심지어는 점점 더 높이 스윙을 할 가능성도 있다고 합니다. 기술을 습득할 수 있으며 이 과정은 운동량 보존과 모순되지 않습니다.

그네가 휘두를 수 있는 이유는 초기의 외력 외에 공기 저항과 장비 마찰로 인한 에너지 손실을 극복하기 위해 일을 하는 외력도 있어야 하기 때문이다. 스윙어는 일을 하는 데 힘을 사용할 수 있습니다. 스윙의 움직임에는 두 단계가 있습니다. 첫 번째는 아래에서 위로 스윙하는 것입니다. 이때 운동 에너지는 중력 위치 에너지로 변환됩니다. 두 번째는 위에서 아래로 떨어지는 것인데, 그 동안 중력 위치 에너지가 운동 에너지로 변환됩니다.

따라서 스윙 동작이 지속되거나 스윙이 점점 더 높이 이동하도록 하려면 두 가지 작업을 수행해야 합니다.

먼저 스윙의 상승 과정에서 사람과 스윙의 전체적인 잠재 에너지를 증가시키려면 다리를 올리거나 서 있으면 됩니다.

둘째는 스윙의 하강시 헤헤 스윙의 전체적인 운동에너지를 최대한 높이는 것, 즉 이때 무게중심이 급격히 감소하게 만들 수 있는 잠재력이다. 목표를 달성하기 위해 다리를 구부리거나 쪼그려 앉는 방식으로 몸을 낮출 수 있습니다.

우리가 몸의 무게 중심을 끊임없이 조절하다 보면 몸 안의 생물학적 에너지를 소비해야 하는데, 이는 사람과 스윙 전체의 기계적 에너지로 변환되어 총합이 위치 에너지와 운동 에너지는 변하지 않거나 점차 증가하므로 스윙 동작이 멈추지 않거나 행복감이 높아질수록 인체의 생체 에너지를 입력하는 것이 에너지 손실을 상쇄하는 열쇠입니다.

스윙이 최고점에 도달하면 누구도 의도적으로 아래로 쪼그려 앉지 않는다. 이때 몸의 무게 중심이 떨어지게 되는데, 이는 중력이 하는 일과 맞먹는 만큼 스윙을 가속시킨다.

쪼그려 앉을 때 무게중심이 h 높이까지 떨어지면 중력이 한 일은 W=mgh, m은 사람의 질량, g는 중력가속도이다.

물론, 몸을 굽힐 때 무게중심이 낮아지는 높이 h는 매우 작지만, 항상 운동에너지를 증가시킨다. 반복적으로 스윙하면 스윙이 점점 더 높이 스윙하게 됩니다.

제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다.