기능해부학 2강(선운동,가속도,각운동)

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005 선운동의 운동학적 분석

 

01 거리와 변위

• 거리(Distance)

① 물체가 두 지점을 얼마나 멀리 움직였는지를 나타내는 양

② 스칼라양

• 변위(Displacement)

①두 지점을 잇는 최단거리(직선거리의 길이와 방향)

② 벡터양

 

02 속력과 속도

• 속력(speed)

① 물체가 얼마나 빠르게 움직이고 있는가를 나타내는 양(물체가 거리를 이동하는 비율)

② 스칼라양

③ 속력(v) = 이동거리(s) ÷ 시간(t)

④ 단위 : m/s, m/min, km/h 등

⑤ 평균속력: 총 걸린 시간 동안 이동한 총거리

• 속도(Velocity)

① 물체가 그 위치를 변화하는 비율

② 벡터양

③ 속도(v) = 변위(d) ÷ 시간(t)

④ 단위 : m/s, m/min, km/h 등

⑤ 평균속도: 총 걸린 시간 동안 위치가 변화한 정도

 

03 가속도

• 운동의 가속도

① 가속도: 속도의 변화율, 시간의 변화에 따른 속도의 변화 정도

② 가속도 = 속도 변화 ÷ 시간 변화, 속도 변화 = 나중 속도 - 처음 속도

③ 처음 속도 < 나중 속도 = 양(+)의 수

④ 처음 속도 > 나중 속도 = 음(-)의 수

⑤ 양(+)의 가속도 값이 반드시 속도의 증가를 의미하는 것 x

⑥ 속도가 일정한 경우, 가속도는 '0'

⑦ 등가속도 운동: 물체의 가속도가 일정한 운동

 

• 중력가속도

① 중력가속도: 중력에 의하여 일정하게 발생하는 가속도

② 음의 방향(-)으로 9.8m/s2의 비율로 가속

③ 대표적인 등가속도 운동

 

04 추사체 운동(포물선 운동)

• 추사체 운동

① 추사체: 어떤 힘에 의하여 공중으로 던져진 물체

② 수직 성분: 중력의 영향을 받음, 투사체의 최대 높이와 연관, 수직 방향은 등가속도 운동

③ 수평 성분: 공기저항의 영향을 받음, 투사체가 날아간 거리와 연관, 수평방향은 등속도 운동

 

• 투사체 운동에 영향을 미치는 요인

① 중력: 수직 성분에 영향을 미치는 주요인, 지구의 표면을 향해 수직으로 물체를 가속시킴

② 공기저항: 수평 성분에 영향을 미치는 주요인

③ 투사 각도

(1) 투사 궤도의 모양을 결정

(2) 투사체의 수평 및 수직 변위에 영향

④ 투사 속도: 투사체 궤도의 크기와 길이를 결정(수평 길이와 투사 높이)

⑤ 상대 투사 높이

(1) 물체가 최초로 투사되었을 때와 지면에 도달했을 때 높이의 차이

(2) 투사 속도가 같다면, 상대 투사 높이가 높을수록 비행시간이 더 길어짐

 

• 적정한 투사 조건

① 투사 속도의 최대화

② 적정 투사각

(1) 상대 투사 높이 0인 경우 : 45˚로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출

(2) 상대 투사 높이 0보다 큰 경우 : 45˚ 낮은 각도로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출

(3) 상대 투사 높이 0보다 작은 경우 : 45˚ 높은 각도로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출

 

006 각운동의 운동학적 분석

 

01 각운동

• 각운동: 물체의 질량중심을 벗어난 방향으로 힘이 작용할 때 일어남
• 고정된 축을 중심으로 일어나는 회전운동
• 스칼라양
• 단위: 세타(θ, Theta)

 

02 각거리와 각 변 위

• 각거리(Angular distance)

① 고정된 축으로부터 연결된 2개의 점이 특정 시간 동안 움직인 전체 각도

② 스칼라양

• 각 변 위(Angular displacement): 처음 위치와 마지막 위치의 지점 간 사이각

 

03 각 속력과 각속도

• 각 속력

① 각 속력 = 각거리 ÷ 시간

② 스칼라양

③ 단위 : ˚ / s

④ 항상 양의 값을 가짐

• 각속도

① 시간에 대한 각 변 위의 변화율, 문자로 오메가(ω)를 사용

② 각속도 = 각 변 위 ÷ 시간

③ 벡터양

④ 단위 : ˚ / s

 

04 각가속도

• 각가속도: 시간에 대한 각속도의 변화율, 문자로 알파(α)를 사용
• 각가속도 = (최종 각속도 - 처음 각속도) ÷ 시간
• 벡터양
• 단위: ˚ / s

 

05 운동 상황에서 선속도와 각속도와의 관계

• 운동 상황에서 물체의 이동속도를 높이기 위해서는 회전운동을 증가시켜야 함
• 평균 각 속력의 크기는 각거리(θ)와 관련이 있음
• 평균 속력의 크기는 반지름의 값과 비례함
• 선속도 = 반지름 X 각속도