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물리/속도와 가속도

[물리] 속도와 가속도 - 상대속도와 등속 직선 운동

by spareone 2022. 10. 10.

상대속도는 움직이는 관찰자가 본 운동하는 물체의 속도입니다.

물체가 운동을 하고 있는데, 이 물체를 보고 있는 관찰자도 운동을 하고 있다고 보면 됩니다.

 

상대 속도를 구하는 공식입니다.

 

A가 본 B의 상대속도는 \( V_{AB} = V_{B}-V_{A} \)

 

두 가지 경우가 있습니다.

관찰자를 A, 물체를 B라고 가정합니다.

[그림 1] 관찰자와 물체의 운동 방향이 다른 경우

관찰자와 물체의 운동 방향이 다른 경우입니다.

어느 하나를 앞으로 가겠다고 기준을 삼으면 반대의 것은 거꾸로 가게 되므로 마이너스(-)를 붙여줍니다.

즉, 관찰자의 방향을 앞으로 가겠다 라고 하면 Va값이 양수(+)이고, Vb값은 음수(-)가 됩니다.

이 점을 유의해서 수식에 넣은 후 계산해야 합니다. 계산하면 Vab 값이 나옵니다.

[그림 2] 관찰자와 물체의 운동 방향이 다른 경우

관찰자와 물체의 운동 방향이 같은 경우입니다.

이 때는 둘다 양수(+)가 되겠고, 그냥 공식에 넣어서 계산하면 됩니다.

계산하면 Vab값이 나옵니다.


등속 직선 운동은 속도가 일정한 운동입니다.

 

등속 직선 운동을 하려면 다음 조건 중 하나를 만족해야 합니다.

- 물체에 힘을 주지 않는 경우

- 물체의 알짜힘이 0인 경우 (물체가 받은 힘의 양의 합을 알짜힘이라고 합니다)

[그림 3] 등속 직선 운동의 속도 - 시간 그래프

등속 직선 운동의 속도 - 시간 그래프입니다.

속도를 v라고 두면, 시간이 증가함에 따라 속도가 변하지 않고 계속 일정하게 이동합니다.

[그림 3]의 주황색 부분이 변위입니다. 즉, 면적 = 범위입니다. ( \(s = vt \) )

 

[그림 4] 등속 직선 운동의 위치 - 시간 그래프

등속 직선 운동의 위치 - 시간 그래프입니다.

시간에 따라 위치가 증가하고 있습니다.

 

[그림 4] 그래프의 직선의 기울기는 속력과 같습니다.

기울기는 x증가량 분의 y증가량 입니다.

x증가량을 t(시간), y증가량을 s(위치)라고 하면 \(v = \frac{s}{t} \) 입니다.

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