최종 업데이트: 2026-06-15

회전 운동 에너지

회전하는 플라이휠, 돌아가는 숫돌, 구르는 바퀴는 모두 오직 회전하고 있다는 사실만으로 에너지를 저장합니다. 이것이 회전 운동 에너지이며, 직선 운동의 친숙한 $\tfrac{1}{2}mv^2$과 형태가 완전히 대응합니다. 이 계산기는 에너지, 관성 모멘트, 회전 속도 중 모르는 하나를 나머지 두 값으로 구해 줍니다.

공식

여기서 $I$는 관성 모멘트(질량의 회전 대응 물리량), $\omega$는 라디안/초 단위의 각속도입니다. 이를 변형하면 계산기가 처리하는 두 가지 역산 공식이 나옵니다.

$\omega$가 제곱으로 들어가기 때문에 회전 속도가 두 배가 되면 저장된 에너지는 네 배가 됩니다. 고속 플라이휠이 효율적인 에너지 저장 장치가 되는 이유입니다.

계산 예시

관성 모멘트 $I = 0.5\ \text{kg·m}^2$인 바퀴가 $\omega = 10\ \text{rad/s}$로 회전할 때:

각속도는 반드시 라디안으로

공식은 $\omega$가 라디안/초 단위임을 가정합니다. 분당 회전수(rpm)를 알고 있다면 다음과 같이 변환합니다.

예를 들어 $60\ \text{rpm}$은 정확히 $2\pi \approx 6.283\ \text{rad/s}$입니다. 입력 단위를 rpm으로 선택하면 계산기가 자동으로 변환해 줍니다.

구름 운동: 두 에너지의 합

미끄러짐 없이 구르는 물체는 병진 운동 에너지와 회전 운동 에너지를 모두 가집니다.

이 때문에 경사면에서 공과 후프를 동시에 출발시키면 같은 시각에 도착하지 않습니다. 관성 모멘트가 큰 후프는 더 많은 에너지를 회전에 쏟아 넣으므로, 질량이나 반지름에 관계없이 더 느리게 내려옵니다.

활용 분야

회전 운동 에너지는 플라이휠 에너지 저장, 차량의 회전 에너지를 회수하는 회생 제동, 터빈과 엔진 크랭크샤프트 설계, 그리고 고속 회전 기계의 안전 한계 산정에 두루 쓰입니다. 부품이 파손될 때 방출되는 에너지가 정확히 이 저장된 회전 에너지이기 때문에 안전 설계에서 핵심 지표입니다.