[물리] 속도와 가속도 - 속력과 속도

속력과 속도를 보기 전에, 이동거리와 변위에 대해 알아야 합니다.

(여기서는 벡터, 스칼라 같은 용어들은 사용하지 않았습니다.)

 

이동거리와 변위의 정의입니다.

 

이동거리 - 물체가 이동한 총 거리

변위 - 물체의 위치 변화량

 

이동거리와 변위의 차이점은 이렇습니다.

예를 들어, 한 사람이 집에서 목적지로 가려고 합니다.

[그림 1] 이동거리와 변위가 같은 경우

[그림 1] 처럼 곧바로 목적지로 가는 경우 이동거리와 변위는 같습니다.

[그림 2] 이동거리와 변위가 다른 경우

[그림 2] 처럼 이동하는 경우, 이동거리와 변위는 차이가 나게 됩니다.

이동거리는 실제로 이동한 거리이고, 변위는 시작점과 끝점의 위치 변화량입니다.

[그림 3] 변위의 값이 0인 경우

[그림 3] 처럼 집에서 출발해서 바로 다시 집으로 돌아온 경우, 이동은 했지만 출발점과 끝점이 같기 때문에 위치 변화량이 없으므로 변위는 0입니다.

 

즉, 변위는 출발지부터 목적지까지의 가장 짧은 거리라고 보시면 됩니다.

 

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속력과 속도입니다.

 

속력은 물체의 빠르기를 나타낸 값입니다.

\( v = \frac{s}{t} \) (단위 : m/s, km/h)

 

속도는 물체의 빠르기뿐만 아니라, 운동 방향까지 갖고 있는 값입니다.

\underset{v}{\rightarrow} = \frac{\underset{s}{\rightarrow}}{t} (단위 : m/s, km/h)

 

순간 속도, 평균 속도입니다.

순간 속도는 어떤 한 순간의 속도입니다.

[그림 4] 순간 속도 그래프

[그림 4]의 그래프에서, 어느 한 시간의 점에서의 접선의 기울기가 순간 속도가 되는 것입니다.

즉, 위 그래프의 한 점에서 미분하면 해당 점에서의 순간 속도가 나옵니다.

 

평군 속도는 어느 시간 동안의 속도의 평균을 나타낸 값입니다.

[그림 5] 평균 속도 그래프

[그림 5]의 그래프에서, 나중 속도에서 처음 속도 뺀 값을 걸린 시간으로 나누어주면 평균 속도가 나옵니다.

운동 도중의 속도 변화는 고려하지 않습니다.