물리1 물체의 운동 정리(입문자편)

물체의 운동 편

 

 

벡터량 :  변위, 힘, 가속도, 운동량, 충격량, 속도   (방향)   (양)   (크기)

스칼라량 : 이동 거리, 열량, 에너지, 시간, 질량, 속력     (양)   (크기)

 

 

변위 : 위치 변화의 크기, 방향을 나타낸 물리량 (벡터량)

이동 거리 : 실제 움직인 경로의 크기 (스칼라량) 

 

변위(이동거리) 공식  :  s = v(처음) t  + ½ at² 

v : 속도
t : 시간
a : 가속도 
Δ(델타)  : 변화량  

 
속도 = velocity
속력 = speed 
 
 

속도

속도 = 변위 ÷ Δ시간 = V

속도의 방향 = 변위의 방향
 
속도 공식 :  ν(나중) = v(처음) + at

 

 

속도가 변하는 운동

     

 속력만 변함 : 직선 레일을 따라 들어와 멈추는 기차 

기차

 운동 방향만 변함 : 일정한 빠르기로 도는 회전목마

회전목마

 속력, 운동 방향 모두 변함 : 그네를 타는 사람

그네

 
 
평균 속도 = 전체 변위 ÷ 걸린 시간
순간 속도 : 어느 한순간의 속도로, 아주 짧은 시간 동안의 평균 속도
 

속력  = 이동 거리  ÷ Δ시간 

 
  물체의 속력이 일정하지 않을 때 :  평균 속력 = 전체 이동거리 ÷ 걸린 시간
   ※ 같은 방향으로(일직선으로) 이동 거리와 변위가 바뀌면 속도 = 속력

 

 

가속도 a =  Δ 속도 v ÷  걸린 시간 t

가속도 운동 : 속력과 운동 방향이 매 순간 변하는 운동

 

 

가속도 운동 예시 : 사과나무에서 떨어지는 사과

  사과의 속도와 가속도의 방향이 같음 → 속도 증가 (가속도 = 일정)
 
변위, 시간 그래프 

    그래프 기울기 = 속도 
이를 통해 속도를 알 수 있습니다.
 
속도, 시간 그래프

   넓이 = 변위 
이를 통해 변위를 알 수 있습니다.
 
가속도, 시간 그래프 

   넓이 = at  
 이를 통해  공식 v(나중) = v(처음) + at 에서의  at를 구할 수 있습니다.

 

 

 

뉴턴 제1법칙 (관성의 법칙)

 외부로부터 물체에 힘이 작용하지 않으면, 정지해 있던 물체는 계속 정지해 있고 운동하고 있던 물체는 계속 일정한 속도로 운동한다.
∑ Ｆ = 0  → 알짜힘 = 0
 
 

 관성력 : 가속도 운동하는 물체가 관성에 의해 가속도의 반대 방향으로 받는 가상적인 힘

관성이 크다는 것은 외부에서 힘을 가해도 물체의 운동 상태가 쉽게 바뀌지 않는다는 것을 말함
 
관성 예시 : 
달리던 버스가 갑자기 정지할 때 

달리는 버스

버스 안의 손잡이 : 

버스가 갑자기 정지할 때 버스 안의 손잡이는 앞으로 쏠린다.
 
버스 안의 헬륨 풍선 : 

  버스가 갑자기 정지할 때 버스 안의 헬륨 풍선은 뒤로 쏠린다.
 
 관성력의 방향은 상대 질량에 따라 달라지는데 헬륨 풍선은 관성 질량이 작아서 반대로 작용함
 

뉴턴 제2법칙 (가속도의 법칙)

 물체에 힘이 작용할 때 물체는 알짜힘의 방향으로 가속된다. 이때 물체의 가속도의 크기 a는 물체에 작용하는 알짜힘의 크기 Ｆ에 비례하고 물체의 질량 m에 반비례함. 
a ∝ Ｆ ÷  m 
 
Ｆ = ma 

 

F :  힘
m : 질량
a : 가속도

 

가속도의 예 :

     ↑  돌이 떨어지는 것
 

 

뉴턴 제3법칙 (작용 반작용 법칙)

 힘은 항상 두 물체 사이의 상호 작용이다.
한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면, 다른 물체도 그 물체에 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 가함.
  마찰이 없으면 반작용도 없음
작용 반작용 예 : 

     ↑  망치로 못 박기 

       ↑  출발하는 자동차 :  타이어와 바닥면의 작용 반작용 
 
 

물체의 운동 편 읽어주셔서 감사합니다.