【물리학】 역학 2강. 운동학

2강. 운동학

 

^]

추천글 : 【물리학】 물리학 목차 

---

1. 속도와 속력 [본문]

2. 가속도 [본문]

3. 운동의 예시 [본문]

4. 속도와 가속도 실험 [본문]

---

 

1. 속도와 속력 [목차]

⑴ 속도(velocity) : 단위 시간당 변위, 벡터량

⑵ 속력(speed) : 단위 시간당 이동거리, 스칼라량

⑶ 평균속력(average velocity) : 총 이동 거리를 총 이동시간으로 나누 값

⑷ 순간속력(instantaneous velocity) : 아주 짧은 시간 동안 이동거리를 시간으로 나눈 값

⑸ 상대속도(relative velocity)

① B에 대한 A의 상대속도

 

 

② 벡터 계산 시 유용한 공식

 

 

③ 예제 : 번개의 빛이 보이고 Δt 초만큼 시간 뒤에 천둥소리가 쳤을 때 천둥·번개가 최초에 발생한 지점의 거리

○ 번개 : 번쩍이는 불꽃. 따라서 번개의 속도는 빛의 속도인 3.0 × 10⁸ m/s로 거의 발생 관찰자에게 도달함

○ 천둥 : 대기 중의 방전 현상. 천둥소리의 속도는 소리의 속도인 340 m/s

○ 천둥·번개가 최초에 발생한 지점의 거리 = 340 Δt (m)

 

 

2. 가속도 [목차]

⑴ 가속도(acceleration) : 단위 시간당 속도 변화량

⑵ 등가속도 운동

① 공식 1 

 

 

② 공식 2 

 

 

③ 공식 3 

 

 

 

3. 운동의 예시 [목차]

⑴ 자유낙하운동

① 정의 : v₀ = 0, a = g = 9.81 m/s² 

② 공식 1. v = gt

③ 공식 2. s = ½ gt² 

③ 공식 3. 2gh = v² 

⑵ 연직하방 투사운동

① 정의 : v₀ ＞ 0, a = g 

② 공식 1. v = v₀ + gt

③ 공식 2. s = v₀t + ½ gt² 

④ 공식 3. 2gh = v² - v₀² 

⑶ 연직 상방 투사 운동

① 정의 : v₀ ＞ 0, a = -g

② 공식 1. v = v₀ - gt 

③ 공식 2. s = v₀t - ½ gt² 

④ 공식 3. -2gh = v² - v₀² 

⑷ 포물체 운동

① 정의 : 던져 올린 물체(포물)의 2차원 운동

○ 수평 방향으로 등속도 운동

○ 수직 방향으로 연직 상방 투사 운동

② 초기 속력 v₀, 지면과의 초기 각도 θ에 대하여

 

 

 

4. 속도와 가속도 실험 [목차]

⑴ 실험 과정

① 에어트랙이 수평이 되게 한 후 포토게이트 1, 포토게이트 2를 설치

② 두 포토게이트 사이의 거리 L은 활차의 길이 d에 비해 충분히 크게 하고 L과 d를 측정

③ 활차가 각 포토게이트를 통과하는 동안 발광부에서 나와 수광부로 들어가는 빛이 차단되는 시간 간격을 측정하도록 각 포토게이트를 설정

④ 질량 m인 추를 질량 M인 활차와 실로 연결하여 장치하고 활차를 가만히 놓아 출발시킴

⑤ 활차가 포토게이트 1을 지나면서 빛을 차단하는 시간 간격 Δt₁을 측정

⑥ 같은 방법으로 활차가 포토게이트 2를 지나면서 빛을 차단하는 시간 간격 Δt₂를 측정

 

Figure. 1. 속도와 가속도 실험 설계

 

 

⑵ 계산

① 활차가 포토게이트 1을 지날 때의 순간속력 v₁ : 평균속력으로 근사하여 계산

 

 

② 활차가 포토게이트 2를 지날 때의 순간속력 v₂ : 평균속력으로 근사하여 계산

 

 

③ 활차의 가속도 크기 a : 등가속도 운동 공식 이용

 

 

입력: 2019.03.19 13:38