Physics 포스팅
Doyeon0430 | 2023년 08월 25일
이번시간에는 고전역학에 속도와 속력 그리고 가속도에 대한 개념을 정리하겠습니다.
또한 등속 직선 운동 공식과 등가속도 운동 공식까지 알아보겠습니다.
그럼 지금부터 포스팅을 시작합니다.
물체의 빠르기를 나타내는 방법은 크게 2가지로 나뉩니다.
바로 속도와 속력이며 물체의 운동을 이해하는데 매우 중요한 분야입니다.
그럼 물리학에서 쓰이는 용어들을 정리해보겠습니다.
속도와 속력은 서로 다른 개념입니다.
속력 : 단위시간당 이동 거리
속도 : 단위시간당 변위
추가적으로 이동거리와 변위를 알아보겠습니다.
이동 거리 : 크기만 있고 방향은 없음
변위 : 크기와 방향 모두 있음
시각 : 물체 움직임의 한 시점
시간 : 시각과 시각 사이의 간격
시간(t)에 대한 속도(ν) 변화량을 나타내며 기호는 α로 표기합니다.
α = ν2 - ν1 / t2 - t1
등속 직선 운동은 속도(속력+방향)가 변하지 않는 운동으로 알짜힘이 작용하지 않습니다.
그렇기 때문에 위치는 변하지만 빠르기는 변하지 않는 운동입니다.
물리학에서 이동거리는 s / 속력은 ν / 시간은 t 로 기호를 표기합니다.
s = νt
등속 직선 운동은 초기 속력(ν0)과 최종 속력(ν)이 같아서 평균 속력(ν평균)도 같습니다.
ν평균 = (ν0 + ν) / 2
등가속도 직선 운동은 속도의 증가량이 일정한 크기로 운동하는 상황을 나타냅니다.
가속도가 일정하게 유지되는 경우이며 속도가 꾸준히 변화합니다.
등가속도 직선 운동은 총 3가지의 관계식을 나타냅니다.
ν = ν0 + αt
s = ν0t + ½αt2
2αs = ν2 - ν02
2019학년도 대학수학능력시험 물리1에서 출제된 기출문제입니다.
해당 문제는 11번 문항으로 등속 직선 운동과 등가속도 직선 운동을 사용해야 합니다.
A를 지난 자동차는 ν 라는 속력을 가집니다.
B는 등속도 운동을 하므로 자동차에 속력은 ν 를 유지합니다.
C는 등가속도 운동으로 자동차에 가속도가 추가돼서 ν' 라는 속력을 가집니다.
C에 걸린 시간이 t 라면 A에 걸린 시간은 4t 입니다.
그렇게 A와 C에 가속도를 구할 수 있습니다.
[A 가속도]
α = ν / 4t
[C 가속도]
α = (ν' - ν) / t
[A와 C 거리 공식 대입]
ν / 2 ∗ 4t = (ν + ν') / 2 ∗ t
ν' = 3ν
ㄱ 문제를 보면
A에 평균 속력은 ν / 2 이고 B에 평균 속력은 ν 입니다.
따라서 ㄱ은 정답입니다.
ㄴ 문제를 보면
C에서 걸린 시간은 t 입니다.
그럼 거리 공식을 이용해 B에서 걸린 시간을 구하겠습니다.
(ν + 3ν) / 2 ∗ t = (ν + ν) / 2 * 값
값 = 2t
따라서 ㄴ은 정답입니다.
ㄷ 문제를 보면
A 가속도 크기는 ν / 4t 이며 C 가속도 크기는 2ν / t 입니다.
따라서 ㄷ은 정답입니다.
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