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가속도란 물체가 움직이면서 내는 속도의 변화입니다. [1] X 출처 검색하기 만약 물체가 일정한 속도를 유지한다면 가속하고 있지 않은 겁니다. 가속은 물체의 속도가 바뀔 때만 일어납니다. 물체가 일정량으로 속도 변화를 하고 있다면, 이것은 일정한 가속도를 유지하는 겁니다. [2] X 출처 검색하기 . 가속도는 시간제곱당 미터로 측정되며 한 속도에서 다른 속도로 가는데 걸리는 시간, 그리고 물체의 질량을 가지고 계산할 수 있습니다.
단계
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평균가속도 공식을 정의하세요. 물체의 평균가속도는 시간에 따라 변하는 속도(특정 방향으로 움직이는 스피드)로 계산할 수 있습니다. 초기속도와 나중속도를 알아야 합니다. 계산을 위해서는 공식을 알아야 합니다: a = Δv / Δt . a 는 가속도이고 Δv 는 속도변화량. 그리고 Δt 는 변화가 하는데 걸린 시간입니다. [3] X 출처 검색하기
- 가속도의 단위는 초/미터당 미터 또는m/s 2 입니다.
- 가속도는 벡터값이기 때문에 크기와 방향을 가지고 있습니다. [4] X 출처 검색하기 크기는 물체가 움직이는 방향으로의 총 가속도량 입니다. 가속도가 줄고 있다면 마이너스 값이란 뜻입니다.
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변수들을 이해하세요. Δv 와 Δt 을 정의해 봅시다: Δv = v f - v i 와 Δt = t f - t i . 이 때 v f 은 최종 속도입니다. v i 은 초기 속도이고, t f 은 끝난 시간입니다. 그리고 t i 은 시작 시간입니다. [5] X 출처 검색하기
- 가속도는 방향이 있기 때문에 언제나 초기 속도에서 나중 속도를 빼야 합니다. 반대로 하면 가속도의 방향이 다를 수 있습니다.
- 문제에서 언급되지 않는 한, 초기 시작 시간은 보통 0초입니다.
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가속도를 계산하는 공식을 이용하세요. 먼저 공식과 주어진 변수들을 쓰세요. 공식은 a = Δv / Δt = (v f - v i )/(t f - t i ) 입니다. 초기 속도에서 나중 속도를 빼세요. 그리고 이를 걸린 시간으로 나눠주세요. 나온 값은 주어진 시간 동안의 평균 가속도입니다.
- 마지막 속도가 초기 속도보다 작다면, 가속도는 마이너스 값으로 나오고 물체가 속도를 줄이는 정도를 알려 줍니다.
- 예제 1: 레이싱카가 2.47초동안 18.5m/s에서 46.1m/s으로 일정하게 가속합니다. 평균 가속도는?
- 공식을 적으세요: a = Δv / Δt = (v f - v i )/(t f - t i )
- 변수들을 정의하세요: v f = 46.1 m/s, v i = 18.5 m/s, t f = 2.47 s, t i = 0 s.
- 문제를 푸세요: a = (46.1 – 18.5)/2.47 = 11.17 m/s 2 .
- 예제 2: 자전거가 22.4m/s로 움직이다가 브레이크를 밟아 2.55 뒤에 멈춥니다. 감속도를 구하세요.
- 공식을 쓰세요: a = Δv / Δt = (v f - v i )/(t f - t i )
- 변수를 정의하세요: v f = 0 m/s, v i = 22.4 m/s, t f = 2.55 s, t i = 0 s.
- 문제를 푸세요: a = (0 – 22.4)/2.55 = -8.78 m/s 2 .
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뉴턴의 운동 제 2법칙을 정의하세요. 뉴턴의 운동 제 2법칙에 따르면 물체에 가해지는 힘이 불균형하면 물체는 가속합니다. 이 가속도는 물체와 물체의 질량에 가해지는 알짜 힘에 따라 다릅니다. [6] X 출처 검색하기 이 법칙을 이용하여, 물체에 가해진 힘과 질량을 알고 있다면 가속도를 구할 수 있습니다.
- 뉴턴의 법칙은 F net = m x a 으로 설명 가능합니다. 이 때 F net 은 물체에 가해진 총 힘이고, m 은 물체의 질량, 그리고 a 는 물체의 가속도입니다.
- 이 공식을 이용할 때, 단위를 주의하세요. 질량으로는 킬로그램(Kg), 힘은 뉴턴(N), 그리고 가속도는 초제곱당 미터 (m/s 2 )입니다.
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물체의 질량을 찾으세요. 물체를 질량계나 저울에 놓아서 g단위로 질량을 알아내세요. 물체가 크다면 질량을 참고할 수 있는 것을 찾으세요. 큰 물체들은 보통 킬로그램(Kg)으로 표기되어 있습니다.
- 공식을 사용하기 위해 질량을 kg으로 바꾸세요. 질량이 g값이면 1000으로 나누면 됩니다.
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물체에 가해지는 알짜힘을 계산하세요. 알짜힘은 불균형한 힘입니다. 만약 물체에 서로 다른 방향으로 힘이 가해지고 있고 하나가 다른 하나보다 크다면 큰 값의 방향으로 알짜힘을 계산할 수 있습니다. [7] X 출처 검색하기 가속은 불균형한 힘이 물체에 가해졌을 때 생기는데, 이는 밀거나 당기는 방향의 힘으로 인해 생기는 속도변화입니다.
- 예를 들어: 당신과 당신의 형이 줄다리기를 한다고 합시다. 당신은 왼쪽으로 5N의 힘을 주고, 형은 반대방향으로 7N의 힘을 줍니다. 알짜힘은 형이 당기는 방향인 오른쪽으로 2N입니다.
- 단위를 잘 이해하기 위해서는 1뉴턴(N)은 1킬로그램X초제곱당 미터(kg X m/s 2 )라는 것을 알아 두세요. [8] X 출처 검색하기
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F = ma 공식을 재정렬하여 가속도 문제를 푸세요. 이 공식의 각 측면을 질량으로 나눠 공식을 바꾼 뒤 가속도를 구하세요. a = F/m 이 됩니다. 가속도를 구하려면 힘을 가속되고 있는 물체의 질량으로 나누면 됩니다.
- 힘은 가속도와 정비례합니다. 힘이 크면 가속도도 커진다는 말입니다.
- 질량은 가속도와 반비례합니다. 질량이 크면 가속도는 준다는 뜻입니다.
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공식을 이용해 가속도를 구하세요. 가속도는 물체에 가해지는 알짜힘을 물체의 질량으로 나눈 값입니다. 변수 값들을 잘 이용했다면, 간단한 나눗셈으로 물체의 가속도를 구할 수 있습니다.
- 예를 들어: 10뉴턴의 힘이 일정하게 2kg의 질량인 물체에 가해집니다. 물체의 가속도는?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s 2
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1가속도의 방향. 가속도의 물리적 개념은 우리가 일상에서 사용하는 언어와는 다릅니다. 모든 가속도는 방향을 가집니다. 보통 위나 오른쪽은 플러스로, 그리고 아래나 왼쪽으로는 마이너스 값을 가집니다.
차의 움직임 속도가 어떻게 변하는가? 가속도 방향 오른쪽 (+)으로 움직이는 차가 가속을 합니다+ → ++ (더 플러스방향) 양수 오른쪽 (+)으로 움직이는 차가 브레이크를 밟습니다++ → + (플러스가 줄어듭니다) 음수 왼쪽(-)으로 움직이는 차가 가속합니다- → -- (더 마이너스방향) 음수 왼쪽(-)으로 움직이는 브레이크를 밟습니다-- → - (마이너스가 줍니다) 양수 운전자가 동일한 속도로 운전합니다그대로 유지합니다 가속도는 0 -
힘의 방향. 명심하세요, 힘은 언제나 “힘의 방향”으로만 가속하게 합니다. 문제에서 다른 값을 줘서 당신을 혼란을 주는 경우도 있습니다.
- 예제: 질량이 10kg인 장난감 배가 북쪽으로 2 m/s 2 로 움직입니다. 바람이 배에게 서쪽방향으로 100N의 힘을 가합니다. 배의 북쪽방향 가속도는?
- 해결법: 힘이 운동방향과 수직이기 때문에 이는 운동방향에 영향을 안 줍니다. 배는 계속 북쪽으로 2 m/s 2 으로 이동합니다.
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알짜힘. 물체에 두 개 이상의 힘이 가해지면 가속도를 구하기 전에 알짜힘을 구하세요. 2차원에서는 이렇게 보입니다:광고
- 예제: 미선이가 질량 400kg의 컨테이너를 오른쪽으로 150N으로 당깁니다. 용식이는 컨테이너의 왼쪽에 서있고 이를 200N으로 밉니다. 바람이 왼쪽으로 불면서 10N의 힘을 가합니다. 컨테이너의 가속도는?
- 해결법: 이 문제는 당신에게 혼란을 주기 위해 까다로운 술수를 씁니다. 다이어그램을 그리면 오른쪽으로 150N, 오른쪽으로 200N, 그리고 왼쪽으로 10N이 가해지는 것을 알 수 있습니다. “오른쪽”방향이 플러스 방향이라면 알짜 힘은 150 + 200 - 10 = 340N입니다. 가속도 = F / m = 340 뉴턴 / 400 kg = 0.85 m/s 2 .
출처
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-1/Acceleration
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-1/Acceleration
- ↑ http://physics.info/acceleration/
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/Class/1DKin/U1L1e.cfm#vttable
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- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Newton-s-Second-Law
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/Class/newtlaws/u2l2d.cfm
- ↑ http://study.com/academy/lesson/what-is-a-newton-units-lesson-quiz.html
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