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등가속도운동에 해당되는 글 5건
- 2021.03.31 부록 2 점점 느려지는 등가속도 운동
- 2021.03.31 부록 1 점점 빨라지는 등가속도 운동
- 2017.11.14 엑셀을 이용한 등가속도 운동의 분석
- 2012.10.04 [2013학년도 9월 수능 모의고사] 물리I 문제 풀이-05
- 2009.06.23 등가속도 운동 실험 1
글
부록 2 점점 느려지는 등가속도 운동
고등학교 물리학1 거꾸로 수업 중 점점 느려지는 등가속도 운동 분석 영상입니다.
실제 실험에서 구한 데이터를 분석해서 속도와 가속도를 계산하고, 이론으로 공부한 것과 비교해보는 작업입니다.
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글
부록 1 점점 빨라지는 등가속도 운동
트랙커 다운로드 사이트 : https://physlets.org/tracker/
고등학교 물리학1 거꾸로 수업 중 실제 학교에서 진행했던 점점 빨라지는 등가속도 운동 분석 영상입니다.
실제 실험에서 구한 데이터를 분석해서 속도와 가속도를 계산하고, 이론으로 공부한 것과 비교해보는 작업입니다.
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글
엑셀을 이용한 등가속도 운동의 분석
엑셀을 이용하여 등가속도 운동을 분석하는 방법에 관한 영상입니다.
화면을 보실 때는 전체화면에서 [설정] – [품질]에서 480p이상에서 보실 것을 권해드립니다.
이 자료는 ‘강원도교육과학정보원의 지원으로 제작되었습니다.
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글
[2013학년도 9월 수능 모의고사] 물리I 문제 풀이-05
5번 문제입니다.
이 문제는 등가속도의 문제입니다. 아래 해설에서는 등가속도운동의 속도-시간 그래프로부터 등가속도의 운동 식을 유도해 보겠습니다.
● 등가속도운동(uniformly accelerated motion) : 등가속도 운동은 속력이 시간에 따라 일정하게 증가 또는 감소하는 운동입니다. 아래 그림은 속력이 일정하게 증가하는 경우 입니다.
우선 가속도에 대한 정의를 먼저 내려 보겠습니다. 가속도는 시간에 따라 속도가 얼마나 변했는지를 나타내는 양으로 임의의 시간 간격 
등가속도 운동일 때는 이 가속도값이 일정한 운동이 됩니다.
처음 움직일 때의 속도를 
가속도의 의미를 v-t그래프에서 해석해 보면 v-t그래프에서의 기울기임을 알 수 있습니다.
위의 심에서 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.
v-t그래프에서 이동거리는 면적을 계산하면 됩니다. 위 그림에서 면적을 계산하여 이동거리를 계산하면 다음과 같습니다.
(3)식의 시간 t에 (1)식에서 t를 구해 삽입하여 시간 t를 소거하면 다음 식을 얻을 수 있습니다.
이제 문제를 풀어 보겠습니다.
그림에서 보면 등가속도 운동을 하고 있는데 처음에는 정지해 있다가 1m를 지날 때의 속력이 2m/s로 나오네요.
먼저 가속도를 구해보겠습니다. 위의 식 중에서 (4)번 식에 적용을 시켜보면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
1m까지 이동할 때 걸린 시간을 계산해 보겠습니다. 위의 식에서 (2)번 식에 적용하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
이제 P에서 R까지 이동할 때까지 걸린 시간과 그 때의 속력을 계산해 보겠습니다. P에서 R까지 총 4m를 이동했으므로 (3)번 식에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
이 때의 속력은 (2)번 식이나 (4)번 식에서 구할 수 있습니다. 여기서는 시간을 구했으니 (2)번식으로 하겠습니다.
지문을 한번 보도록 하겠습니다.
ㄱ. 가속도의 크기는 
위에서 계산한 대로
ㄴ. Q에서 R까지 이동하는 데 걸린 시간은 1초이다.
P에서 R까지 걸린 시간이 2초였으므로 Q에서 R까지 이동한 시간은 1초가 되겠네요.
ㄷ. Q에서 R까지의 평균 속력은 P에서 Q까지의 평균 속력의 2배이다.
이 경우는 한번 꼭 생각해야 할 것이 있습니다. 평균속력을 구할 때 꼭 생각해야 할 것이 있습니다. 평균 속력에 대한 이상한 공식 생각하지 마시고 무조건 다음 식으로 계산하세요.
Q에서 R까지의 평균속력
P에서 Q까지의 평균속력
따라서 Q에서 R까지의 평균속력은 P에서 Q까지의 평균 속력의 3배가 되므로 ㄷ은 옳지 않은 표현입니다.
따라서 정답은 ④입니다.
내용을 정리해 보겠습니다.
● 속도-시간 그래프에서 알 수 있는 것
속도 : 눈금 읽으면 됩니다.
가속도 : 기울기
이동거리 : 그래프에서 면적
● 등가속도 운동의 식
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글
등가속도 운동 실험
중력에의해 수평트랙에 놓여진 수레의 움직임을 찍어봤습니다.
먼저 수평이 맞춰진 트랙에 수레와 LED깜빡이를 설치하고 아래 사진과 같이 트랙에 도르래를 설치하고 수레에 실로 연결합니다.
수레를 잡아당기는 것은 아래 사진과 같은 추입니다. 추의 개수를 달리 해가며 물체에 작용하는 힘의 크기를 변화시킵니다.
카메라를 준비하고 역시 10초 셀프타이머로 찍고, 노출시간은 2초정도 주시면 됩니다.
아래 사진은 추가 한 개 달려 있을 때의 운동입니다.
아래 사진은 추가 2개 달려 있을 때의 운동입니다.
아래 사진은 추가 3개 달려 있을 때의 운동입니다.
아래 사진은 추가 4개 달려 있을 때의 운동입니다.
차이가 조금씩 느껴지시나요? 물체에 일정한 힘이 가해지면 물체의 속력이 일정하게 증가한답니다. 이런 운동을 등가속도 운동이라고 하지요.
비싼 스트로보스코프(다중섬광장치 - 학교에 보급되는 기종이 660,000원에서 770,000까지 합니다.)를 이용하는 대신 값이 싼 이 깜빡이(재료비를 계산해 보니 4660원 들었음. 수공비 빼고...수공비는 없겠죠? 제가 직접 했으니...^_^)를 이용하면 쉽게 물체의 운동을 분석할 수 있답니다.
역시 올해 전국과학전람회 출품하는 작품의 내용입니다.
[새길]
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