← 전체 개념 목차

시스템과 상호작용

#38 등속도운동

10-3-4-1-3-P-v0

이 단원에서는 알짜힘, 관성, 등속도운동 등의 핵심 개념을 다룹니다. 총 30문제와 해설로 개념을 완성하세요.

핵심 키워드

알짜힘관성등속도운동등속도방향변화원운동그래프넓이속력시간이동거리거리시간그래프정지수평선기울기오개념거속시속력계산그래프알짜힘0방향속도직진그래프면적적분개념빠르기비례직선궤적운동방향명칭힘의평형거리계산속력시간나눗셈거리시간시간계산볼링공거리속력면적계산기울기계산그래프해석속력비교차이계산비율사례찾기직선운동속력일정이동거리증가기울기비교종합계산그래프형태비례관계알짜힘개입마찰없음얼음판응용계산속력도출수평선그래프속력그래프곱셈드론등속도종합정비례

문제 & 해설

문제 1 · OX 문제

물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때, 이미 운동 중인 물체는 속력과 운동 방향이 변하지 않는 등속도 운동을 계속한다. ( )

정답: O

팽팽하게 당겨진 줄다리기 밧줄이 한가운데 딱 멈춰있는 모습을 떠올려보세요! 양쪽에서 당기는 힘이 완벽하게 똑같아서 진짜로 작용하는 힘(알짜힘)이 '0'이 된 상태랍니다. 이렇게 외부에서 억지로 밀거나 당기는 힘이 없으면, 굴러가던 볼링공이 매끄러운 레인 위를 끝없이 미끄러지듯 원래 움직이던 방향과 속도를 고집스럽게 똑같이 유지하려고 해요!

오답 잡기

가끔 '힘이 0이면 무조건 멈춰야 하는 거 아니야?'라고 착각하여 X를 고르기 쉽습니다. 하지만 원래 움직이고 있던 물체라면 그 움직임을 멈추게 할 브레이크(마찰력 등)조차 없다는 뜻이므로, 우주선처럼 영원히 같은 속도로 달린다는 사실을 꼭 기억해 주세요!

문제 2 · OX 문제

일정한 속력으로 둥근 트랙을 빙글빙글 도는 장난감 자동차의 운동은 등속도 운동이다. ( )

정답: X

놀이공원에 있는 회전목마를 한번 떠올려 볼까요? 일정한 빠르기로 빙글빙글 돌고 있어서 아주 얌전해 보이지만, 사실 계속해서 원을 그리며 나아가는 '방향'이 실시간으로 휙휙 바뀌고 있답니다! 진정한 등속도 운동은 흔들리지 않는 편안함, 즉 기찻길 위를 꼿꼿하게 직진하는 KTX처럼 '방향'까지 완벽하게 일정해야만 인정받을 수 있어요.

오답 잡기

'일정한 속력'이라는 단어만 보고 무심코 O를 고르며 고개를 끄덕이기 정말 쉬운 함정 문제예요! 하지만 과학에서 말하는 '속도'는 '빠르기'에 '방향'까지 합쳐진 깐깐한 세트 메뉴랍니다. 둥근 트랙은 쉴 새 없이 핸들을 꺾어 방향을 바꾸는 중이니 등속'도' 운동은 절대 아니에요!

문제 3 · OX 문제

속력-시간 그래프에서 가로축에 나란한 직선이 그려졌을 때, 속력이 15m/s이고 지난 시간이 4초라면 그래프 아랫부분의 넓이인 60m가 이동 거리가 된다. ( )

정답: O

가로가 4cm, 세로가 15cm인 길쭉한 직사각형 색종이의 넓이를 구한다고 상상해 보세요! 가로와 세로를 곱하면 60이 뚝딱 나오죠? 물리의 세계에서도 시간(가로)과 속력(세로)을 곱하면 짠! 하고 이동 거리(s = v × t)가 튀어나온답니다. 즉, 그래프 아래에 색칠된 네모난 공간의 크기가 바로 자동차가 4초 동안 열심히 달려간 거리 60m를 뜻하는 마법 같은 원리예요!

오답 잡기

그래프를 보면 당황해서 숫자만 보고 '이걸 더해야 하나, 나눠야 하나?' 고민하다가 19나 3.75 같은 오답을 떠올리기 쉬워요. 하지만 속력 그래프 아래의 '넓이'가 곧 이동 거리라는 꿀팁 하나만 알고 있으면, 단순히 가로(시간)와 세로(속력)를 곱하는 것만으로 완벽하게 정답을 맞힐 수 있답니다!

문제 4 · OX 문제

이동 거리-시간 그래프에서 가로축과 나란한 수평선이 그려졌다면, 이 물체는 일정한 속력으로 계속 멈추지 않고 이동하고 있는 상태이다. ( )

정답: X

러닝머신 위에서 열심히 뛰다가 지쳐서 멈춰 서서 물을 마시는 상황을 떠올려 볼까요? 시간이 1초, 2초 계속 흘러가도 나의 총 이동 거리는 더 이상 늘어나지 않고 계기판에 똑같은 숫자로 멈춰 있게 되죠. 그래프에서 거리가 늘지 않고 수평선이 그려졌다는 건, 바로 이렇게 시간이 지나도 제자리에 가만히 서서 휴식을 취하고 있는 '정지' 상태를 나타내는 사진과도 같아요!

오답 잡기

선이 옆으로 쭉 길게 그려져 있으니까 왠지 앞으로 쌩쌩 달리고 있는 것 같은 착시를 일으켜서 O를 고르기 쉬워요. 하지만 세로축이 속력이 아니라 '이동 거리'라는 걸 절대 잊지 마세요! 거리가 높아지지 않고 제자리에 멈춰 있다는 것은, 속력이 0인 상태라는 확실한 증거랍니다!

문제 5 · OX 문제

이동 거리-시간 그래프에서 기울기가 가파른 직선일수록 물체에 작용하는 알짜힘이 더 크다는 것을 의미한다. ( )

정답: X

스키장에서 가장 경사가 심한 최상급 슬로프를 쏜살같이 내려오는 스키어를 상상해 보세요! 경사가 가파를수록 속도가 엄청나게 빠르다는 건 맞지만, 이 그래프가 '직선'이라는 게 아주 중요해요. 직선이라는 건 엑셀이나 브레이크 없이 크루즈 컨트롤을 켠 것처럼 속력이 '일정하게' 유지된다는 뜻이거든요. 속력이 변함없이 일정하다면 겉보기엔 아무리 빨라도 물체를 뒤흔드는 추가적인 알짜힘은 '0'이랍니다!

오답 잡기

'가파르다 = 빠르다 = 힘이 세다!'라고 아주 자연스럽게 착각해서 O를 고르게 되는 고난도 함정이에요. 기울기가 크면 속력이 빠른 건 맞지만, 그 가파른 상태가 꺾임 없는 '직선'으로 일정하게 유지된다면 그것은 등속도 운동이므로, 알짜힘은 무조건 0이어야만 진짜 과학 고수랍니다!

문제 6 · OX 문제

물체가 10초 동안 직선을 따라 80m를 이동하는 등속도 운동을 했다면, 이 물체의 속력-시간 그래프에서 세로축 속력 값은 8m/s로 일정하게 나타난다. ( )

정답: O

80조각짜리 커다란 대형 피자를 10명의 친구가 싸우지 않고 똑같이 나눠 먹는다고 생각해 볼까요? 한 사람당 정확히 8조각씩 배당되겠죠! 물리에서도 똑같아요. 총 이동한 거리 80m를 걸린 시간 10초로 공평하게 나누어주면(v = s ÷ t), 1초당 8m씩 일정하게 나아갔다는 뜻이 되죠. 즉 속력 그래프를 그리면 8m/s라는 높이에서 변함없이 쭉 이어지는 평평한 아스팔트 길 같은 선이 그려지게 된답니다!

오답 잡기

공식을 까먹으면 눈에 보이는 숫자 80과 10을 냅다 곱해버려서 800m/s라는 무시무시한 전투기 속력을 떠올리기 쉬워요. 하지만 속력은 '1초 동안 얼만큼 갔는지'를 묻는 것이니, 전체 거리를 전체 시간으로 예쁘게 조각내어 '나누어야' 진짜 내 속력을 알 수 있다는 걸 잊지 마세요!

문제 7 · 빈칸 채우기

물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때, 정지해 있던 물체는 계속해서 ( ) 상태를 유지한다. (2글자)

정답: 정지

얼음 땡 놀이에서 '얼음!'을 외치고 굳어버린 친구를 떠올려보세요! 누가 밀거나 당기지 않으면(알짜힘 0), 그 자리에 못 박힌 듯 가만히 있겠죠? 외부 힘이 없으면 원래 멈춰있던 물체는 꼼짝하지 않고 이 상태를 유지한답니다!

오답 잡기

일상적인 '휴식'이나 '멈춤' 대신, 과학에서는 물체가 위치를 바꾸지 않고 고정된 상태를 뜻하는 전문 용어인 '정지'를 써야 완벽해요!

문제 8 · 빈칸 채우기

무빙워크에 서 있는 사람처럼 시간에 따라 속력과 운동 ( )이/가 일정한 운동을 등속도 운동이라고 한다. (2글자)

정답: 방향

요리조리 피하는 범퍼카를 상상해 볼까요? 스피드가 같아도 핸들을 돌려 이리저리 움직이면 등속도 운동이 깨져버려요! 기찻길 위를 달리는 KTX처럼 오직 앞만 보고 직진하는 뚝심, 즉 '이것'이 절대 변하지 않아야 비로소 등속도 운동이랍니다.

오답 잡기

'속도'라는 과학 용어 안에는 이미 빠르기와 나아가는 '방향'이 한 세트로 묶여 있어요. 단순히 직선이나 각도가 아니라 정확히 이 단어를 써야 해요!

문제 9 · 빈칸 채우기

등속도 운동을 나타내는 속력-시간 그래프에서 가로축과 나란한 직선 아래 부분의 ( )은/는 물체의 이동 거리를 의미한다. (2글자)

정답: 넓이

식빵 위에 잼을 네모 반듯하게 바를 때, 잼이 발라진 크기를 구하려면 가로와 세로를 곱하죠? 물리에서도 속력과 시간을 곱하면 이동 거리(s = v × t)가 되기 때문에, 그래프 아래 색칠된 네모난 공간의 크기가 바로 쌩쌩 달려간 총 거리를 뜻해요!

오답 잡기

그래프 선만 보고 무심코 '길이'나 '크기'라고 뭉뚱그려 쓰기 쉬워요. 가로(시간)와 세로(속력)를 곱해서 만들어진 2차원 공간을 뜻하는 '넓이'가 유일한 정답이에요!

문제 10 · 빈칸 채우기

이동 거리-시간 그래프에서 원점을 지나는 직선의 ( )이/가 클수록 물체의 속력이 빠르다. (3글자)

정답: 기울기

동네 뒷산의 완만한 길과 가파른 깔딱고개를 비교해 보세요! 똑같은 시간 동안 위로 훅 솟아오른 가파른 길(이동 거리)을 치고 올라갈수록 더 빠른 거죠. 그래프 선이 위로 뾰족하게 솟아오른 정도를 나타내는 이 값이 곧 빠르기를 알려주는 핵심 지표랍니다.

오답 잡기

'경사'나 '각도'라는 일상어 대신, 수학과 과학 그래프에서 가로축 변화량에 대한 세로축 변화량의 비율을 정확히 일컫는 '기울기'를 꼭 적어주세요!

문제 11 · 빈칸 채우기

등속도 운동을 하는 물체의 운동 자취를 보면, 구불구불하게 휘어지지 않고 반듯한 ( ) 형태를 띤다. (2글자)

정답: 직선

강력한 레이저 포인터에서 뿜어져 나오는 강렬한 빛줄기를 쫙 쏴본다고 상상해 보세요! 공기 중에서 이리저리 휘지 않고 한 곳을 향해 꼿꼿하게 뻗어 나가죠? 방향이 절대 변하지 않는 운동이라서, 그 궤적은 자대고 그은 선처럼 반듯한 모양을 그려요.

오답 잡기

방향이 안 변한다는 뜻에서 '평행'이나 '직진'으로 헷갈리기 쉬워요. 물체가 지나간 궤적의 '모양' 자체를 묻는 것이니 굽은 데가 없는 '직선'이 맞습니다!

문제 12 · 빈칸 채우기

물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때, 시간에 따라 속도가 전혀 변하지 않는 운동을 ( ) 운동이라고 한다. (3글자)

정답: 등속도

고속도로에서 자동차의 '크루즈 컨트롤'을 켠 순간을 떠올려 볼까요? 엑셀이나 브레이크를 건드리지 않아도 처음부터 끝까지 빠르기와 방향이 한결같잖아요! 물리학에서 가장 얌전하고 모범적인 이 운동을 부르는 정확한 이름이랍니다.

오답 잡기

길게 '등속직선운동'이라 쓰거나 짧게 '등속'이라고만 써서 틀리기 쉬워요. 속력과 방향이 모두 일정하다는 뜻을 완벽히 담은 '등속도' 3글자가 정답이에요!

문제 13 · 단답형

속력이 15m/s로 일정한 자전거가 직선 도로를 따라 4초 동안 등속도 운동을 하였다. 이 자전거의 이동 거리는 몇 m인지 구하시오. (숫자)

정답: 60

한 상자에 15개씩 든 마카롱을 4상자 샀다고 생각해 보세요! 전체 개수는 15 곱하기 4를 해서 60개가 나오죠? 거속시 공식(s = v × t)도 똑같아요. 1초에 15m씩 나아가는 자전거가 4초 동안 달렸으니, 15와 4를 넉넉하게 곱해주면 총 이동 거리 60m가 나온답니다.

오답 잡기

공식을 헷갈려 15에서 4를 나누어 3.75라는 오답을 내기 쉬워요! 전체 거리를 구할 때는 1초당 가는 거리(속력)와 달린 시간(초)을 곱해야 한다는 원리만 기억하세요!

문제 14 · 단답형

무빙워크 위에 서 있는 사람이 120m를 이동하는 데 60초가 걸렸다. 이 무빙워크의 속력은 몇 m/s인지 구하시오. (숫자)

정답: 2

120조각짜리 피자를 60명의 친구가 싸우지 않고 똑같이 나눠 먹는다고 상상해 볼까요? 한 명당 정확히 2조각씩 먹을 수 있죠! 물리에서 속력을 구하는 것(v = s ÷ t)도 공평한 나눗셈이에요. 총 이동한 거리 120m를 60초로 똑같이 나누면 1초당 2m씩 꾸준히 갔다는 걸 알 수 있어요.

오답 잡기

숫자가 크다고 냅다 곱해서 7200이라는 무시무시한 속력을 적지 않도록 주의해요! 속력은 '1초 동안 얼만큼 갔는지'를 묻는 것이니, 전체 거리를 시간으로 예쁘게 쪼개야 해요.

문제 15 · 단답형

일정한 속력 5m/s로 굴러가는 볼링공이 레인 위를 30m 굴러갔다. 볼링공이 굴러간 시간은 몇 초인지 구하시오. (숫자)

정답: 6

30리터짜리 어항에 1초마다 5리터씩 콸콸 물을 채우는 호스를 떠올려 보세요! 5리터씩 몇 번 부어야 가득 찰까요? 30을 5로 나눈 6초겠죠! 시간을 구하는 공식(t = s ÷ v)도 이와 똑같답니다. 가야 할 거리 30m를 1초당 가는 스피드 5m/s로 나누면 6초가 뚝딱 나와요.

오답 잡기

이번에도 30과 5를 곱해서 150초라는 오답을 내기 십상이에요! 걸린 시간을 알고 싶다면, 전체 거리를 나의 1초당 스피드로 얼마나 쪼개 갈 수 있는지 '나눗셈'을 해야 한답니다!

문제 16 · 단답형

속력-시간 그래프에서 가로축에 평행한 직선이 12m/s의 높이에 그려져 있다. 시간이 5초 흘렀을 때, 이 그래프 아래 직사각형 넓이에 해당하는 이동 거리는 몇 m인지 구하시오. (숫자)

정답: 60

가로가 5cm, 세로가 12cm인 색종이의 넓이를 구한다고 상상해 보세요! 당연히 가로와 세로를 곱해서 60이 나오죠? 속력 그래프에서도 세로축인 속력(12)과 가로축인 시간(5)을 정직하게 곱하면, 그 넓이가 바로 물체가 달려간 총 거리가 되는 완벽한 수학 마법이에요!

오답 잡기

'넓이'라는 말에 삼각형 넓이 구하듯 무작정 반으로 나눠서 30을 적기 쉬워요! 하지만 등속도 운동 그래프는 반듯한 '직사각형' 모양이니까, 가로와 세로만 곱해주면 정답이에요.

문제 17 · 단답형

원점을 지나는 이동 거리-시간 그래프에서, 4초일 때 물체의 이동 거리가 32m를 가리키고 있다. 물체의 속력은 몇 m/s인지 구하시오. (숫자)

정답: 8

산을 오르는데 4시간 동안 32km를 올라가는 등산객이 있다면? 이 사람의 시간당 등반 실력(기울기)은 32를 4로 나눈 8km/h겠죠! 그래프 기울기도 세로축 값(이동 거리 32)을 가로축 값(시간 4)으로 스르륵 나누어 주는 거랍니다. 32 ÷ 4 = 8, 참 쉽죠!

오답 잡기

당황해서 눈에 보이는 숫자 32를 그대로 쓰거나 곱해버리는 실수를 조심하세요! 기울기는 수학처럼 세로(거리)를 가로(시간)로 나누어 비율을 구해야 진짜 속력이 튀어나온답니다!

문제 18 · 단답형

등속도 운동을 하는 두 자동차 A, B가 있다. A는 2초 동안 40m를 이동했고, B는 3초 동안 45m를 이동했다. 자동차 A의 속력은 자동차 B의 속력보다 몇 m/s 더 빠른지 구하시오. (숫자)

정답: 5

피자 먹기 대회에서 A선수는 2분 만에 40조각, B선수는 3분 동안 45조각을 먹었다면? A가 1분에 5조각씩 더 먹어 치우는 셈이죠! A의 속력은 40÷2=20m/s, B는 45÷3=15m/s니까 두 빠르기의 차이는 20-15=5m/s로 깔끔하게 계산된답니다!

오답 잡기

급한 마음에 A의 거리 40에서 B의 거리 45를 무작정 빼버리는 실수를 조심하세요! 공평하게 비교하려면 반드시 각각의 '1초당 스피드(속력)'를 먼저 구한 다음, 그 두 값을 빼야 한답니다!

문제 19 · 보기 선택

물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. 정지해 있던 물체는 계속 정지해 있다.
  • ㄴ. 운동하던 물체는 속력이 일정하게 감소하여 결국 정지한다.
  • ㄷ. 운동하던 물체는 속력과 방향이 일정한 등속도 운동을 한다.
  • ㄹ. 물체의 운동 방향만 변하고 속력은 일정하게 유지될 수 있다.

정답: ㄱ, ㄷ

우주 공간에 둥둥 떠 있는 마이크를 상상해 볼까요? 아무도 건드리지 않으면(알짜힘 0) 가만히 떠 있던 마이크는 영원히 그 자리에 멈춰(정지) 있고, 누군가 살짝 밀어서 움직이기 시작했다면 공기 저항이 없으니 원래 가던 방향과 속도 그대로 끝없이 날아가게 된답니다(등속도 운동). 외부의 간섭이 없으면 물체는 지금의 뚝심을 그대로 유지해요!

오답 잡기

  • 일상생활에서는 굴러가던 공이 결국 멈추니까 당연히 정지한다고 착각하기 쉬워요. 하지만 그건 '마찰력'이라는 브레이크(알짜힘)가 작용했기 때문이랍니다. 진짜 힘이 0이라면 영원히 멈추지 않아요!
  • 방향을 틀려면 자동차 핸들을 꺾듯 옆에서 밀어주는 힘이 반드시 필요해요. 알짜힘이 0이면 방향은 절대 꺾이지 않습니다.

문제 20 · 보기 선택

다음 중 등속도 운동을 하는 물체만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. 일정한 속력으로 직선 궤도를 달리는 KTX 열차
  • ㄴ. 일정한 빠르기로 빙글빙글 도는 놀이공원 대관람차
  • ㄷ. 나무에서 떨어져 바닥을 향해 점점 빠르게 낙하하는 사과
  • ㄹ. 일정한 속력으로 나란히 뻗어 이동하는 공항 무빙워크 위의 사람

정답: ㄱ, ㄹ

에스컬레이터나 무빙워크를 탔을 때를 떠올려 보세요! 위잉~ 하는 소리와 함께 앞만 보고 흔들림 없이 일정한 빠르기로 나아가죠? 물리학에서 말하는 등속도 운동은 바로 이렇게 속력(빠르기)과 방향(직진) 두 마리 토끼를 모두 놓치지 않고 꼿꼿하게 유지하는 가장 모범적인 운동이랍니다.

오답 잡기

  • '일정한 빠르기'라는 말에 속아 넘어가기 쉬운 매력적인 오답이에요. 하지만 빙글빙글 도는 관람차는 쉴 새 없이 나아가는 '방향'이 바뀌고 있으므로 탈락입니다!
  • 떨어지는 사과는 중력이라는 힘을 계속 받아서 점점 속력이 빨라지는 중이므로 속력이 일정해야 하는 조건에 어긋납니다.

문제 21 · 보기 선택

직선 도로를 달리는 어떤 자동차의 속력-시간 그래프이다. 가로축(시간)에 평행한 직선이 20m/s에 그어져 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. 이 자동차에 작용하는 알짜힘은 0이다.
  • ㄴ. 자동차는 1초마다 20m씩 이동 거리가 늘어난다.
  • ㄷ. 4초 동안 자동차가 이동한 총거리는 40m이다.
  • ㄹ. 시간이 지날수록 자동차의 속력이 점점 증가한다.

정답: ㄱ, ㄴ

시속 100km로 고정해 둔 크루즈 컨트롤 화면을 보는 것과 같아요! 그래프 선이 수평으로 평평하다는 건 속력이 20m/s로 전혀 변함없이 일정하다는 뜻이죠. 속력이 얌전하게 유지되니 자동차를 뒤흔드는 힘(알짜힘)은 0이고, 1초가 똑딱 지날 때마다 20m씩 정직하게 성실히 나아가고 있는 중이랍니다.

오답 잡기

  • 선이 오른쪽으로 쭉 뻗어 나가니까 속력도 늘어나는 것 같죠? 하지만 세로축 높이가 변하지 않았으므로 속력은 늘어나지 않고 일정합니다.
  • 20과 4를 더하거나 나누면 안 돼요! 거속시 공식(넓이 구하기)에 따라 1초에 20m씩 4초를 달렸으니, 20 곱하기 4를 해서 80m가 되어야 맞습니다.

문제 22 · 보기 선택

원점을 지나는 두 로봇 청소기 A, B의 이동 거리-시간 그래프가 있다. A의 그래프 선이 B의 그래프 선보다 더 가파르다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. A와 B는 모두 속력이 일정하게 변하지 않는 등속도 운동을 한다.
  • ㄴ. A의 속력이 B의 속력보다 느리다.
  • ㄷ. 같은 시간 동안 이동한 거리는 A가 B보다 길다.
  • ㄹ. A와 B에 작용하는 알짜힘의 크기는 서로 다르다.

정답: ㄱ, ㄷ

산을 오를 때 완만한 둘레길(B)보다 가파른 계단길(A)을 똑같은 시간 동안 팍팍 치고 올라간 사람이 훨씬 많은 거리를 돌파한 거겠죠? 거리-시간 그래프가 곧게 뻗은 직선이라면 둘 다 속력이 일정한 등속도 운동을 하는 중이고, 그 선이 가파를수록(기울기가 클수록) 쌩쌩 달려서 더 먼 거리를 이동했다는 뜻이랍니다!

오답 잡기

  • 가파른 선을 보고 헷갈리기 쉬워요! 선이 가파르다는 것은 같은 시간에 거리가 확확 늘어난다는 뜻이므로 A가 B보다 '빠르다'고 해야 정답입니다.
  • 빠르기가 다르니까 왠지 힘도 다를 것 같지만, 두 그래프 모두 꺾이지 않는 '직선(등속도)'이에요. 등속도 운동이라면 A든 B든 무조건 알짜힘은 평등하게 0이랍니다!

문제 23 · 보기 선택

직선 도로에서 15m/s의 일정한 속력으로 달리는 자전거가 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. 이 자전거가 5초 동안 이동한 거리는 75m이다.
  • ㄴ. 이 자전거가 60m를 이동하는 데 걸리는 시간은 4초이다.
  • ㄷ. 자전거의 이동 거리-시간 그래프를 그리면 기울기가 일정하게 증가하는 곡선이 된다.
  • ㄹ. 자전거의 속력-시간 그래프를 그리면 가로축(시간)과 나란한 수평선이 된다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

편의점에서 1시간에 15000원을 받는 알바를 한다고 쳐볼까요? 5시간 일하면 75000원을 벌고, 60000원을 벌려면 4시간을 일해야겠죠? 물리 계산도 이 시급 계산과 똑같아요! 1초에 15m씩 가는 자전거이니, 5초면 15×5=75m를 가고, 60m를 가려면 60÷15=4초가 걸린답니다. 한결같은 스피드라 속력 그래프는 평평한 수평선이 그려지죠!

오답 잡기

  • 일정한 속력으로 나아가니 거리가 쌓이는 속도도 규칙적일 텐데, 곡선이 나오면 안 되죠! 이동 거리 그래프는 반듯하게 뻗어 올라가는 '직선'이 되어야 기울기(속력)가 일정하다는 뜻이 됩니다.

문제 24 · 보기 선택

물체의 운동과 알짜힘의 관계에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  • ㄱ. 등속도 운동을 하는 물체의 이동 거리는 흐른 시간에 비례하여 증가한다.
  • ㄴ. 속력-시간 그래프 아래 부분의 넓이는 물체에 작용하는 알짜힘의 크기를 의미한다.
  • ㄷ. 이동 거리-시간 그래프에서 가로축에 나란한 수평선이 그려지면 등속도 운동을 의미한다.
  • ㄹ. 물체의 운동 방향이 변하려면 반드시 알짜힘이 0이 아니어야 한다.

정답: ㄱ, ㄹ

컨베이어 벨트 위에 상자를 올려둔 모습을 상상해 보세요! 알짜힘 0인 상태로 흔들림 없이(등속도) 움직이면, 시간이 지날수록 벨트가 간 거리만큼 상자의 이동 거리도 정직하게 쑥쑥 늘어나죠(시간에 비례). 반대로 상자를 옆으로 떨어뜨려 방향을 바꾸려면 누군가 손으로 밀어버리는 진짜 힘(알짜힘)이 반드시 개입해야 한답니다!

오답 잡기

  • 그래프 넓이가 '힘'을 나타낸다고 착각하기 쉬운 고난도 함정이에요! 속력(가로)과 시간(세로)을 곱한 넓이는 무조건 물체가 이동한 '거리'를 의미한답니다.
  • 수평선이 그려졌으니 편안하게 움직이는 것 같지만, 세로축이 '거리'라는 걸 잊지 마세요! 거리가 수평이라는 건 숫자가 안 늘어나고 제자리에 멈춰있는 '정지' 상태를 뜻합니다.

문제 25 · 객관식

마찰이 전혀 없는 매끄러운 얼음판 위에서 스케이트를 타고 일정한 속력으로 직선 구간을 미끄러져 가는 사람에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  • 사람에게 작용하는 알짜힘은 0이다.
  • 사람의 이동 거리는 시간에 반비례하여 감소한다.
  • 사람의 속력-시간 그래프는 기울기가 가파른 직선이 된다.
  • 사람은 시간이 지날수록 속력이 점점 빨라지는 운동을 한다.
  • 사람에게 이동 방향과 반대 방향으로 큰 힘이 작용하고 있다.

정답:

기름칠을 쫙 해둔 볼링 레인 위로 공을 스윽 굴려 보냈다고 상상해 보세요! 바닥이 너무 매끄러워서 공을 방해하는 마찰력조차 없다면, 공은 원래 가던 속도와 방향을 영원히 고집스럽게 유지한답니다. 스케이트 타는 사람도 마찬가지로 일정한 속력과 직선 방향을 유지(등속도 운동)하고 있으므로, 그를 방해하거나 밀어주는 진짜 힘(알짜힘)은 완벽한 0인 상태예요! 즉, ①번이 정답입니다.

오답 잡기

  • 일정한 속력으로 간다고 문제에 적혀 있으므로 빨라진다는 것은 모순입니다
  • 속력이 일정한데 거리가 줄어들 리 없죠! 거리는 시간에 비례하여 꾸준히 늘어납니다
  • 반대 방향으로 힘이 작용하면 브레이크를 밟은 것처럼 속력이 줄어들어야 해서 틀렸어요
  • 속력이 변함없으므로 기울기가 0인 수평선이 되어야 해요

문제 26 · 객관식

일정한 속력으로 직선 도로를 달리는 자동차가 150m를 이동하는 데 5초가 걸렸다. 이 자동차가 같은 속력으로 12초 동안 달린다면 이동하는 총거리는 몇 m인가?

  • 180m
  • 240m
  • 300m
  • 360m
  • 420m

정답:

기다란 김밥 150cm를 5번의 칼질로 똑같이 썰어 낸다고 생각해 볼까요? 한 조각의 길이는 30cm가 되겠죠! 이 자동차도 150m를 5초로 예쁘게 나누면 1초당 30m씩(30m/s) 쌩쌩 달리는 중이라는 걸 알 수 있어요. 이제 이 30m/s의 스피드로 12초 동안 신나게 엑셀을 밟았으니, 30 곱하기 12를 해서 총 360m를 날아간 거랍니다! 따라서 ④번이 완벽한 정답이에요.

오답 잡기

  • 30에 12를 곱할 때 암산 실수로 나올 수 있는 숫자예요. 거속시 계산은 '1초 스피드'를 먼저 완벽히 구하는 게 생명이라는 걸 기억하세요!
  • 1초당 가는 속력을 구하지 않고 숫자들을 대충 짐작해서 더하거나 빼서 만든 오답이에요

문제 27 · 객관식

어떤 물체의 이동 거리-시간 그래프를 그렸더니, 시간 축(가로축)에 나란한 수평선 모양이 나타났다. 이 물체의 현재 상태로 가장 적절한 것은?

  • 일정한 속력으로 빠르게 전진하고 있다.
  • 일정한 속력으로 뒤로 후진하고 있다.
  • 속력이 일정하게 쑥쑥 증가하고 있다.
  • 방향을 요리조리 바꾸며 운동하고 있다.
  • 제자리에 가만히 정지해 있다.

정답:

헬스장에서 러닝머신을 뛰다가 '정지' 버튼을 누르고 그 위에 서서 땀을 닦는 모습을 떠올려 볼까요? 1분, 2분 시간은 계속 흘러가지만, 계기판에 찍힌 총 뛴 거리는 더 이상 올라가지 않고 똑같은 숫자에 머물러 있죠. 이처럼 거리 그래프가 수평선이라는 건 거리가 1cm도 늘지 않고 고정되었다는 뜻이니, 얌전하게 제자리에 서 있는 정지 상태랍니다! 그래서 ⑤번이 맞습니다.

오답 잡기

  • 세로축이 거리가 아니라 '속력' 그래프였을 때나 어울리는 설명들이에요. 그래프의 세로축이 무엇인지 확인하는 게 가장 중요해요!
  • 선이 길게 뻗어 있으니 움직이는 것 같은 착시에 속은 거예요

문제 28 · 객관식

속력-시간 그래프에서 가로축에 나란하게 14m/s의 높이에 선이 그어져 있다. 이 물체가 6초 동안 이동한 거리를 구하면?

  • 20m
  • 56m
  • 72m
  • 84m
  • 96m

정답:

화장실 바닥에 가로 6cm, 세로 14cm짜리 직사각형 타일을 예쁘게 붙인다고 상상해 보세요! 타일 하나가 차지하는 넓이는 가로와 세로를 곱해서 84가 되죠? 속력 그래프의 아래 면적 구하기 마법도 똑같아요. 세로축의 속력(14)과 가로축의 시간(6)을 곱하면(14 × 6 = 84), 그 네모난 넓이가 물체가 달려간 실제 거리 84m로 둔갑한답니다! 정답은 ④번입니다.

오답 잡기

  • 구구단 계산을 실수하거나, 공식을 헷갈려 엉뚱한 값을 나눈 결과물이에요. 직사각형 넓이는 오직 가로×세로라는 진리를 믿으세요!
  • 14와 6을 곱해야 하는데 실수로 더해버린 안타까운 오답이에요

문제 29 · 객관식

드론 A는 4초 동안 60m를 이동하는 등속도 운동을 하고, 드론 B는 5초 동안 90m를 이동하는 등속도 운동을 한다. 두 드론의 속력 차이는 몇 m/s인가?

  • 2m/s
  • 3m/s
  • 4m/s
  • 5m/s
  • 6m/s

정답:

컴퓨터 타자 치기 대결을 한다고 생각해 볼까요? A는 4분 동안 60문장(1분에 15문장), B는 5분 동안 90문장(1분에 18문장)을 쳤어요. 그럼 B가 1분에 3문장씩 더 빠르게 치는 고수네요! 드론 속력도 똑같아요. A의 속력은 60÷4=15m/s, B의 속력은 90÷5=18m/s랍니다. 두 스피드의 갭을 빼기(18-15)로 계산하면 정답은 3m/s가 짠 하고 나타나요! 즉 ②번이 정답입니다.

오답 잡기

  • 이동 거리를 그냥 시간으로 빼버리거나, 각 드론의 속력을 구하는 나눗셈 과정에서 흔히 저지르기 쉬운 계산 실수들로 만들어진 함정이에요. 속력 차이는 반드시 각각의 '1초당 속력'을 정확히 구한 뒤에 빼야 해요!

문제 30 · 객관식

등속도 운동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 속력과 운동 방향이 모두 꺾이지 않고 변하지 않는 운동이다.
  • 물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때 일어나는 가장 모범적인 운동이다.
  • 속력-시간 그래프를 그리면 가로축과 평행한 직선 모양이 나타난다.
  • 이동 거리-시간 그래프에서 직선의 기울기는 물체의 속력을 의미한다.
  • 물체가 이동한 거리는 흐른 시간의 제곱에 비례하여 쑥쑥 증가한다.

정답:

일정한 속도로 빙글빙글 돌아가는 회전초밥집의 레일을 쳐다보세요! 1분이 지나면 접시가 2칸, 2분이 지나면 4칸, 3분이 지나면 6칸 이동하겠죠? 이처럼 등속도 운동을 하는 물체의 이동 거리는 시간이 지날수록 2, 4, 6처럼 일정하고 정직하게 '정비례'하여 늘어난답니다. 갑자기 로켓 쏘듯 기하급수적으로 폭발하지 않아요! 따라서 ⑤번이 유일한 가짜 정보로 정답이 됩니다.

오답 잡기

  • 유일하게 틀린 보기랍니다!

관련 개념 더 보기

SONGSAMA AI · 통합과학 개념 학습 홈으로