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힘의 방향 |
운동 상태의 변화 |
힘의 방향과 운동 방향 |
예 |
운동 방향과 나란할 때 |
운동 방향은 변하지 않고, 속력만 변화
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자료없음(p.22 참고) |
낙하 운동, 연직위로 던진 물에의 운동
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운동 방향과 수직일 때 |
속력은 변하지 않고, 운동 방향만 변화
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자료없음(p.22 참고) |
등속 원운동
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운동 방향과 비스듬할 때 |
속력과 운동 방향이 모두 변화
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자료없음(p.22 참고) |
포물선 운동, 진자의 운동
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⑵ 힘의 방향의 변화 정도
① 빗면을 굴러 내려가는 쇠구슬의 운동 방향의 변화 : 쇠구슬의 운동 방향에 대해 자기력이 비스듬하게 작용하여 운동 방향이 변한다.
② 운동 방향의 변화 정도 : 물체의 질량이 작을수록, 속력이 느릴수록, 작용하는 힘이 클수록 물체의 운동 방향이 크게 변한다.
실험 장치 |
쇠구슬의 운동 방향을 많이 변하게 하는 방법 |
자료없음(p.22 참고) |
* 쇠구슬의 질량을 작게 한다. * 쇠구슬의 속력을 느리게 한다. : 미끄럼대의 경사를 작게 하거나, 쇠구슬을 미끄럼데에 놓는 위치를 낮게한다. * 자기력의 세기를 세게 한다. : 자석의 세기를 세게 하거나, 쇠구슬과 자석의 거리를 가깝게 한다. |
2. 속력은 일정하고 방향만 변하는 운동
⑴ 등속 원운동 : 일정한 속력으로 원을 그리며 도는 운동
(예) 선풍기 날개, 회전목마, 시계바늘, 세탁기 회전통, 쥐불놀이
① 물체의 운동 방향 : 매순간 계속 변한다. → 원의 접선 방향 (구심력의 방향과 직각)
② 물체에 작용하는 힘 : 구심력 (원의 중심 방향)
⑵ 구심력 : 원운동에서 물체의 운동방향을 계속 변하게 하는 힘
3. 속력과 방향이 모두 변하는 운동
⑴ 진자의 운동 : 실에 매단 추가 같은 경로를 반복해서 왕복하는 운동
(예) 시계 추의 운동, 그네의 운동, 바이킹의 운동
자료없음(p.23 참고)
① 진자의 운동 방향 : 각 지점에서의 접선 방향 → 매 순간마다 변한다.
② 진자에 작용하는 힘 : 중력과 실이 당기는 힘(장력)의 합력 → 운동방향에 비스듬한 방향
③ 진자의 속력 O에서 최대, A와 B에서 정지 ⒪
⑵ 진자의 등시성
① 주기 : 진자가 1회 왕복하는데 걸리는 시간 (단위 : s)
② 진동수 : 1초 동안 왕복하는 횟수 (단위 : Hz)
③ 주기와 진동수의 관계 : 진동수 = 주기/1
④ 진자의 등시성 : 진자의 주기는 추의 질량이나 진폭에 관계없이 일정하며, 진자의 길이가 길수록 길어진다.
⑶ 포물선 운동
① 수평으로 던진 물체의 운동
* 속력의 변화 수평 방향 : 등속 운동
수직 방향 : 속력이 일정하게 증가하는 운동
* 운동 방향 : 각 지점의 접선 방향 → 계속 변한다.
* 물체에 작용하는 힘 수평방향 : 작용하는 힘이 없다.
수직방향 : 중력 작용(방향 : 연직아래, 크기 : 일정)
② 비스듬히 던져 올린 물체의 운동
* 속력의 변화 수평방향 : 등속 운동
수직방향 올라갈때 : 속력이 일정하게 감소
내려갈때 : 속력이 일정하게 증가
* 운동 방향의 변화 : 운동 방향이 계속 변한다.
* 물체에 작용하는 힘 수평방향 : 작용하는 힘이 없다.
수직방향 : 중력작용 (방향 : 연직아래, 크기 : 일정)
자료없음(p.24 참고) |