속력이 변하지 않는 운동

속력이 변하지 않는 운동
준비물_아이콘
쇠구슬
목적_아이콘
1. 속력이 변하지 않는 운동에 대해 알아보자
실험 1. 속력이 변하지 않는 운동
1. 상자 위에 쇠구슬을 올려놓고 손으로 살짝 굴려본다.
2. 쇠구슬이 상자 아래로 떨어지는 모습을 자세히 관찰한다.

실험 2. 스케이터 실험
1. 정지해 있는 스케이터에 긴 줄을 달고 줄 끝에 용수철 저울을 단다.
2. 용수철 저울에 일정한 힘을 가하고 스케이터의 속도 변화를 관찰한다.
3. 움직이는 도중 스케이터가 줄을 놓았을 때 스케이터의 속도 변화를 관찰한다.
탐구원리_아이콘

물체의 가속도가 0일 때 물체는 역학적 평형상태에 있다고 말한다. 평형상태란 물체에 작용하는 모든 힘의 방향과 크기가 서로 상쇄되어, 그 물체에 작용하는 힘의 총합이 0인 상태를 말한다.

정지해 있는 스케이터는 가속되지 않으므로 평형상태에 있다. 마찬가지로 매끄러운 표면 위에서 일정한 속도로 움직이는 스케이터도 역시 가속되지 않기 때문에 평형상태에 있다. 두 경우 모두 스케이터에 작용하는 힘은 0이다.

가속도가 0이라는 말과 속도가 0이라는 말을 혼동하는 경우가 종종 있다. 가속도가 0이라는 것은 속도가 변하지 않고 그대로 유지된다는 뜻이며, 이때 속도의 스칼라량인 속력은 증가하거나 감소하지 않고 일정한 값을 유지하며 속력의 방향도 변하지 않고 일정하다. 물체가 움직이려면 물체와 바닥의 접촉면에서 작용하는 마찰력보다 더 큰 힘이 물체에 작용해야만 한다.

일상 생활에서는 속력과 속도라는 용어를 흔히 혼동해서 사용하고 있다. 그러나 과학적으로 속도와 속력은 서로 다른 개념이다. 쉽게 말해 속도란 속력에 물체가 움직이는 방향이 포함된 양이다.

예를 들어 속도와 속력의 차이를 좀더 명확히 알아보자. 시속 60km로 북쪽을 향해 달리고 있는 자동차가 있다. 이때 이 자동차의 속력은 시속 60km이다. 하지만 속도는 ‘북쪽으로 시속 60km가 되는 것이다. 만일 이 자동차가 속력을 줄이지 않고 갑자기 방향을 동쪽으로 틀었다면 속도는 변화했지만 속력은 변화하지 않았으므로 이 순간 이 자동차는 가속했다고 말한다. 즉 속력과 속도는 일상 생활에서는 혼동하여 쓰고 있지만 과학적으로는 구별해서 써야하는 개념이다.