Day 1] 역학 정복: 물체의 운동 기초

 

 

[Day1] 역학 정복: 물체의 운동 기초

목표: 변위/이동거리 구분 및 등가속도 운동 3대 공식 완벽 암기

01. 이동 거리 vs 변위 / 속력 vs 속도

공무원 물리 시험의 시작점입니다. 방향성(벡터)의 유무를 파악하는 것이 핵심입니다.

구분	이동 거리 / 속력 (스칼라)	변위 / 속도 (벡터)
정의	실제로 움직인 총 경로의 길이	출발점과 도착점 사이의 최단 직선 거리와 방향
특징	항상 (+)값만 가짐	방향에 따라 (+), (-) 가능

💡 합격 Tip: 원운동이나 왕복 운동 시 변위는 '0'이 될 수 있지만, 이동 거리는 절대 '0'이 될 수 없습니다. 평균 속도는 '총 변위 / 걸린 시간'으로 계산하며, 이는 경로에 상관없이 출발지와 도착지만 같으면 동일합니다.

02. 가속도 (Acceleration)

가속도는 단위 시간당 속도의 변화량입니다. 속도의 크기뿐만 아니라 방향이 변해도 가속도 운동임을 기억하세요.

a = Δv / Δt = (v - v₀) / t

• 가속도의 방향과 운동 방향이 같으면: 속력 증가
• 가속도의 방향과 운동 방향이 반대면: 속력 감소
• 가속도의 방향과 운동 방향이 수직이면: 방향만 변화 (등속 원운동)

03. 등가속도 직선 운동 3대 공식 (★무조건 암기★)

서울시 물리 역학 문제 풀이의 70%는 이 공식에서 시작됩니다. 기계적으로 인출되도록 외우세요.

1. 나중 속도: v = v₀ + at

2. 변위(거리): s = v₀t + ½at²

3. 시간 제외: 2as = v² - v₀²

04. 그래프 해석의 기술

그래프의 기울기와 면적이 무엇을 의미하는지 판별하는 것이 실전 풀이 시간을 단축합니다.

그래프 종류	기울기 (Slope)	밑면적 (Area)
위치-시간 (s-t)	속도 (기울기가 일정하면 등속도)	-
속도-시간 (v-t)	가속도 (기울기가 가속도의 크기)	변위 (이동 거리)

✍️ 기출문제 맛보기 (유사 유형)

문 1. 변위와 평균 속도 (기출 변형)

사슴과 토끼가 지점 P에서 동시에 출발하여 서로 다른 경로를 따라 지점 Q에 동시에 도착하였다. 이때 두 동물의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 고르면?

<보 기>
ㄱ. 이동 거리는 두 동물이 같다.
ㄴ. 변위의 크기는 두 동물이 같다.
ㄷ. 평균 속도의 크기는 두 동물이 같다.

정답: ㄴ, ㄷ
(해설: 출발점과 도착점이 같으므로 변위는 동일하며, 걸린 시간이 같으므로 평균 속도도 동일합니다. 단, 경로는 다르므로 실제로 이동한 총 길이인 이동 거리는 다를 수 있습니다.)

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문 2. 등가속도 공식 적용 (기출 변형)

정지해 있던 물체가 직선상에서 가속도 2m/s²으로 5초 동안 등가속도 운동을 하였다. 5초 후의 속도(v)와 5초 동안 이동한 거리(s)는?

정답: 10m/s, 25m
(해설: 1번 공식 v = 0 + 2×5 = 10m/s. 2번 공식 s = 0 + ½×2×5² = 25m)

✅ 1일차 마무리 체크리스트

• 변위와 이동 거리의 차이를 명확히 구분할 수 있다.
• 등가속도 3대 공식을 안 보고 종이에 쓸 수 있다.
• v-t 그래프의 면적을 구하면 변위가 나온다는 것을 안다.

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