#37 운동의 표현(변위,속도,가속도)

문제 1 · OX 문제

물체가 원형 경로를 따라 한 바퀴 돌아 처음 출발했던 자리로 되돌아왔다면, 이동 거리와 변위는 모두 0이다. ( )

정답: X

육상 트랙을 한 바퀴 빙 돈 선수를 떠올려보세요! 실제로 땀 흘리며 달린 거리는 '원의 둘레'만큼 쌓였겠죠? 이게 바로 이동 거리예요. 하지만 변위는 처음 위치에서 지금 위치를 직선으로 그은 화살표인데, 제자리로 왔으니 위치 변화는 하나도 없어서 변위만 0이 되는 거랍니다.

문제 2 · OX 문제

변위는 처음 위치에서 나중 위치까지 물체가 실제로 움직인 경로의 길이를 말한다. ( )

정답: X

산 정상을 가기 위해 꼬불꼬불한 산길을 엄청나게 걸었다면, 그게 바로 '이동 거리'예요. 변위는 중간에 얼마나 고생하며 돌아갔는지는 무시하고, 딱 '처음'과 '끝'만 연결한 직선거리와 방향만을 따지는 깔끔한 화살표랍니다. 헬기를 타고 정상에 찍고 내려온 길과 같죠!

문제 3 · OX 문제

속도는 속력과 달리 물체의 운동 방향까지 포함하는 물리량이다. ( )

정답: O

자동차의 속도계는 그냥 '얼마나 빠른지(속력)'만 보여주지만, 내비게이션 화살표는 '어디로 가는지(방향)'까지 알려주죠? 속도는 이 내비게이션 화살표처럼 빠르기에 방향까지 얹어놓은 개념이에요.

문제 4 · OX 문제

자동차가 브레이크를 밟아 속도가 점점 느려질 때, 가속도의 방향은 자동차의 운동 방향과 같다. ( )

정답: X

달리는 친구의 등 뒤에서 배낭을 꽉 잡아당기는 상황을 떠올려보세요. 친구는 앞으로 나가려 하지만(운동 방향), 뒤에서 잡아당기니 속도가 줄어들겠죠? 이 잡아당기는 힘처럼 가속도도 방해하려면 운동 방향과 '반대'로 작용해야 해요.

문제 5 · OX 문제

가속도가 0인 물체는 속도가 시간에 따라 계속 변하고 있다. ( )

정답: X

가속도는 '속도가 얼마나 급하게 변하느냐'를 나타내는 민감도 측정기예요. 변화가 없으면(즉, 일정한 속도로 달린다면) 가속도는 0이 되겠죠? 고속도로에서 크루즈 컨트롤을 켜고 일정한 속도로 달리는 자동차가 바로 가속도가 0인 상태랍니다.

문제 6 · 빈칸 채우기

물체가 실제로 움직인 경로의 길이를 ( )(이)라고 한다. (4글자)

정답: 이동 거리

개미가 꼬불꼬불한 산길을 따라 기어간다면, 그 발자국을 하나하나 다 더한 총길이가 바로 이동 거리예요. 굽이진 길을 걸었든 직선으로 걸었든 내가 실제로 발을 떼며 지나온 모든 길이를 합친 것이죠!

문제 7 · 빈칸 채우기

처음 위치에서 나중 위치까지의 직선거리와 방향을 ( )(이)라고 한다. (2글자)

정답: 변위

헬기를 타고 산 입구에서 정상으로 휙 날아간 직선 화살표를 상상해 보세요! 중간에 얼마나 험난한 길을 돌아갔는지는 중요하지 않아요. 딱 '처음'과 '끝'만 연결한 깔끔한 직선거리와 방향이 바로 변위예요.

문제 8 · 빈칸 채우기

단위 시간당 이동 거리를 ( )(이)라고 한다. (2글자)

정답: 속력

자동차의 속도계를 떠올려보세요! '시속 100km로 달려!' 할 때 그 100이 바로 속력이에요. 방향은 상관없이 '얼마나 빨리 달리고 있나?'만 알려주는 아주 정직한 수치죠.

문제 9 · 빈칸 채우기

물체의 속도가 시간에 따라 변하는 정도를 나타내는 물리량을 ( )(이)라고 한다. (3글자)

정답: 가속도

정지해 있다가 스포츠카가 3초 만에 시속 100km로 튀어 나갈 때, 우리는 '가속도가 크다'고 하죠? 속도가 얼마나 민첩하게, 즉 얼마나 급하게 변하는지를 보여주는 지표예요.

문제 10 · 빈칸 채우기

운동장을 원형 경로로 한 바퀴 돌아 처음 출발했던 자리로 되돌아왔다면, 물체의 변위는 ( )이다. (1글자)

정답: 0

운동장을 빙 돌아서 출발선에 섰습니다. 실제로 뛴 거리는 엄청나게 길겠지만, 처음 출발한 위치와 지금 서 있는 위치를 직선으로 그어보면 점 하나 찍히죠? 위치 변화가 없으니 변위는 0이랍니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

자동차가 브레이크를 밟아 속도가 점점 느려질 때, 가속도의 방향은 자동차의 운동 방향과 ( ) 방향이다. (2글자)

정답: 반대

열심히 달리던 친구의 등 뒤에서 배낭을 꽉 잡아당기는 상황을 떠올려보세요. 친구는 앞으로 나가려 하지만(운동 방향), 뒤에서 잡아당기니 속도가 줄어들겠죠? 그 잡아당기는 힘처럼 가속도도 운동을 방해하려면 반드시 운동 방향의 반대쪽에서 작용해야 해요.

문제 12 · 단답형

가속도를 구하기 위해서 속도의 변화량에 무엇을 나눠야 하는가? (2글자)

정답: 시간

가속도는 '얼마나 짧은 시간 안에 속도가 변했느냐'가 핵심이에요. 속도가 팍팍 변하면 가속도가 큰 거니까요! 그래서 (속도 변화량)을 (걸린 시간)으로 나누는 거랍니다.

문제 13 · 단답형

빠르기뿐만 아니라 운동 방향을 함께 나타내는 물리량을 무엇이라 하는가? (2글자)

정답: 속도

내비게이션의 화살표를 떠올려보세요. 그냥 '100km/h'가 아니라 '북쪽으로 100km/h'라고 방향 정보까지 딱 찍어주죠? 이렇게 빠르기에 방향 정보까지 합친 아주 똑똑한 물리량이 바로 속도예요.

문제 14 · 보기 선택

이동 거리와 변위에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 이동 거리는 물체가 실제로 움직인 경로의 전체 길이다.
• ㄴ. 변위는 처음 위치에서 나중 위치까지의 직선거리와 방향을 나타낸다.
• ㄷ. 직선상에서 운동 방향이 바뀌지 않으면 이동 거리와 변위의 크기는 같다.
• ㄹ. 원형 경로를 따라 한 바퀴 돌아 제자리로 오면 변위는 0이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

이동 거리는 개미가 꼬불꼬불한 산길을 기어간 '총 여행 길이'예요. 과정 그 자체를 소중히 여기는 셈이죠. 반면 변위는 헬기를 타고 출발점에서 정상까지 한 번에 날아가는 '직선 화살표'예요. 직선으로 갈 때는 꼬불꼬불할 필요가 없으니 거리와 변위가 같고, 원을 돌아 제자리로 오면 위치 변화가 없으니 변위는 당연히 0이랍니다!

문제 15 · 보기 선택

속력과 속도에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 속력은 단순히 '얼마나 빠른가'만 나타내는 물리량이다.
• ㄴ. 속도는 빠르기에 '방향'까지 포함하는 물리량이다.
• ㄷ. 물체가 직선상에서 운동 방향을 바꾸면 속도는 변한다.
• ㄹ. 단위 시간당 변위는 속도이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

속력은 자동차의 '속도계' 바늘처럼 얼마나 빠른지만 알려주는 정직한 친구예요. 하지만 속도는 내비게이션의 '화살표'예요. '북쪽으로 100km/h'처럼 어디로 가는지 방향까지 알려주죠. 그래서 방향을 꺾으면 속력은 그대로라도 속도(방향 정보)는 변한 거예요.

문제 16 · 보기 선택

가속도의 방향과 속도 변화에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 속도와 가속도의 방향이 같으면 속도는 빨라진다.
• ㄴ. 속도와 가속도의 방향이 반대이면 속도는 느려진다.
• ㄷ. 가속도가 0이면 물체는 정지해 있다.
• ㄹ. 가속도는 속도가 시간에 따라 변하는 정도를 나타낸다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

가속도는 속도라는 악기를 연주하는 '지휘자'예요. 속도 방향으로 밀어주면(같은 방향) 음악(속도)이 빨라지고, 앞에서 막아버리면(반대 방향) 음악이 느려지죠. 변화가 없으면 지휘도 멈추니(가속도 0) 당연합니다.

문제 17 · 보기 선택

시간-속도(v-t) 그래프의 해석으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 그래프의 기울기는 가속도를 의미한다.
• ㄴ. 그래프 아래의 면적은 이동 거리를 의미한다.
• ㄷ. 그래프가 가로축과 나란하면 가속도는 0이다.
• ㄹ. 기울기가 가파를수록 속도가 급격히 변한다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

v-t 그래프는 물리 여행의 '지도'예요. 기울기가 가파르면(언덕이 높으면) 속도가 순식간에 변하니 가속도가 크고, 면적은 우리가 달려온 발자국을 층층이 쌓아놓은 총합(이동 거리)이 되죠. 평지(가로축 나란)라면 변화가 없으니 가속도는 0이고요.

문제 18 · 보기 선택

벡터량과 스칼라량에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 이동 거리는 크기만 가진 스칼라량이다.
• ㄴ. 변위는 크기와 방향을 모두 가진 벡터량이다.
• ㄷ. 시간은 방향을 가진 벡터량이다.
• ㄹ. 가속도는 크기와 방향을 가진 벡터량이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

방향이 중요한 친구는 '벡터', 숫자만 중요하면 '스칼라'예요. 변위는 '어디로?'가 중요하니 벡터, 가속도도 '어느 방향으로 힘을 주는가?'가 중요하니 벡터죠. 시간은 방향 없이 묵묵히 흐르기만 하니 스칼라예요.

문제 19 · 객관식

물체가 직선상에서 동쪽으로 200m를 이동한 후, 다시 서쪽으로 80m를 이동하는 데 40초가 걸렸다. 이때의 평균 속도의 크기는?

• ① 2 m/s
• ② 3 m/s
• ③ 4 m/s
• ④ 5 m/s
• ⑤ 7 m/s

정답: ②

평균 속도는 전체 변위 ÷ 걸린 시간이에요. 처음 위치에서 오른쪽으로 200m 갔다가 왼쪽으로 80m 돌아왔으니, 결과적으로 오른쪽으로 120m(200-80) 떨어져 있죠? 변위 120m를 40초로 나누면 120 ÷ 40 = 3 m/s가 됩니다.

문제 20 · 객관식

정지 상태에서 출발하여 3초 만에 15m/s가 되었다면, 가속도는 얼마인가요?

• ① 2 m/s²
• ② 3 m/s²
• ③ 5 m/s²
• ④ 15 m/s²
• ⑤ 45 m/s²

정답: ③

가속도는 '속도의 변화를 시간으로 나눈 것'이에요. 15 m/s - 0 m/s = 15 m/s만큼 변했죠? 이걸 3초로 나누면 15 ÷ 3 = 5가 됩니다. 즉, 매초 5m/s씩 빨라진 거죠!

문제 21 · 객관식

다음 중 '속도'에 대한 설명으로 가장 적절하지 않은 것은?

• ① 크기와 방향을 모두 가진다.
• ② 단위는 m/s를 사용한다.
• ③ 물체의 빠르기만 나타낸다.
• ④ 운동 방향이 바뀌면 속도는 변한다.
• ⑤ 변위를 시간으로 나누어 구한다.

정답: ③

속도는 내비게이션 화살표와 같아요. '시속 100km'라는 빠르기뿐만 아니라 '북쪽으로'라는 방향까지 알려주죠. 빠르기만 알려주는 건 '속력'이에요!

문제 22 · 객관식

다음 상황 중 가속도가 0인 경우는?

• ① 정지해 있다가 갑자기 출발하는 기차
• ② 직선 도로에서 일정한 속력으로 달리는 자전거
• ③ 커브 길을 돌고 있는 레이싱 카
• ④ 야구공을 하늘로 던져 최고점에 도달했을 때
• ⑤ 도착점에 들어와 속력을 줄이는 육상 선수

정답: ②

가속도가 0이라는 건 '속도 변화가 전혀 없다'는 뜻이에요. 빠르기도 일정하고 방향도 일정(직선)해야 하죠. 크루즈 컨트롤을 켜고 고속도로를 달리는 자전거를 생각하세요!

문제 23 · 객관식

속도 v로 운동하다가 멈췄을 때, 가속도의 방향은?

• ① 운동 방향과 같다.
• ② 운동 방향과 반대이다.
• ③ 가속도는 0이다.
• ④ 가속도의 방향은 항상 아래쪽이다.
• ⑤ 가속도는 존재하지 않는다.

정답: ②

열심히 달리던 친구를 뒤에서 배낭을 잡아당겨 멈추게 하는 상황이에요! 운동 방향으로 쌩쌩 달리고 있는데 멈추려면, 반드시 그 반대 방향에서 힘(가속도)이 작용해서 팍팍 깎아내려야 하거든요.

문제 24 · 객관식

이동 거리와 변위의 크기가 같아지는 경우는?

• ① 원운동을 할 때
• ② 직선상에서 운동 방향을 바꾸었을 때
• ③ 직선상에서 한 방향으로만 운동할 때
• ④ 왕복 운동을 할 때
• ⑤ 제자리로 돌아올 때

정답: ③

직선에서 방향을 틀지 않고 한쪽으로만 쭉 가면, 실제로 걸은 길(이동 거리)과 처음에서 끝까지 잰 직선거리(변위)가 완전히 똑같아져요.