말로하는 일반물리학 일차원에서의 운동에 대해 이야기하려고 합니다. 물리학은 기본적으로 수학을 기초로 하여 설명을 합니다. 이는 물리를 포함한 과학을 설명하는데 수학이라는 언어를 사용한다고 생각하면 편합니다. 다만 우리가 수학을 잘하지 못하는데 수학으로 물리를 배우려니 물리도 어렵게 느껴지는 것입니다.(물리는 죄가없습니다.) 여기서는 일차원에서의 운동에 대해 말로 대충 설명하려고합니다.
일차원에서의 운동에 대한 문제를 풀고 이해하는 것이 아닌 아~ 일차원 운동이란건 그런건가…. 조금 알아가는 시간이라고 생각하면 좋을듯 합니다.
1.운동
운동이란 무엇을까 한자로 운반할 “운” 움직일”동” 입니다. 네 운동은 어떠한 사물이나 물체를 움직여서 위치를 변화시키는 것을 말합니다.
걸어나는것, 공이 굴러가는것, 공이 떨어지는것, 등등
2. 그래서 무엇이 궁금한가요?
결국 우리는 일차원의 운동에서무엇이 궁금할까요? 지금위치 나중위치 몇초뒤 위치등 그것이 궁금한거죠 그걸 알기위해 가장 단순한 일차원에서의 운동을 공부하고 뒤로가면 2차원 3차원 이렇게 공부하는것입니다.
3. 등속 직선운동
그럼 아주 쉬운 문제를 하나 풀어볼까요? 시속 50km로 달리는 자동차는 한시간 뒤에 얼마나 이동했을까요?
정답은 50 km 입니다. 다들 쉽게 이해하지만 설명을 하자니 조금 어색해지는 경우가 있습니다.
여기서 핵심은 “시속” 이라는 단어입니다. 시속은 시간당 이동거리 입니다. 즉 한시간에 이동할 수 있는 거리이니 시속 50km로 가면 한시간뒤에 50km를 간다는건 어쩌면 단어의 정의 를 묻는수준의 문제였던거죠
그런데 우리아빠는 시속 50km로 달리지만 오른쪽으로도 가고 왼쪽으로도 가고 신호도 기다리고 하다보니 1시간 뒤에 20km 도 못가던데요.
맞습니다. 그래서 운동에 대한 예측은 명확한 기준을 주어야 합니다. 중간에 멈추거나 속력을 바꾸지 않는다, 방향을 바꾸지 않는다.
이런것을 등속=속력이 같다, 직선=방향이 같다, 라는 의미로 등속 직선 운동이라고 합니다.
4. 등가속 직선운동
등속이 등가속이 되었네요 이건 무엇일까요? 등속은 속력이 같다 이고 등가속은 가속이 같다 입니다.
자동차의 속도가 처음에는 0 한시간뒤에는 시간당 10km, 두시간뒤에는 시간당 20km 로 달린다면 3시간이 될때는 속력이 얼마일까요?
시간당 30km 라는걸 쉽게 알수있겠죠, 그리고 이자동차는 시간당 속력이 시간당 10km 씩 빨라진다는 것도 알수있습니다.
즉 시간당 시간당 10km 가 증가하는것이죠 그래서 가속도는 시간의 제곱당 변화하는 이동거리로 표현합니다.