#39 가속도운동

문제 1 · OX 문제

물체에 힘이 작용하여 속력이나 운동 방향이 변하는 운동을 가속도 운동이라고 한다. ( )

정답: O

엑셀을 밟거나 브레이크를 밟고, 커브를 도는 모든 순간! 얌전했던 속도나 방향에 변화의 바람이 부는 역동적인 운동을 통틀어 가속도 운동이라고 부른답니다.

문제 2 · OX 문제

직선 도로를 달리는 자동차의 속도가 점점 빨라질 때, 자동차의 가속도 방향은 자동차가 움직이는 속도의 방향과 반대이다. ( )

정답: X

뒤에서 친구가 등 떠밀어주며 달리기 속도를 높여주는 상황을 떠올려보세요! 내가 뛰는 방향으로 밀어주어야 속력이 쑥쑥 오르듯, 속도가 빨라지려면 속도와 가속도의 방향이 무조건 같아야 한답니다.

문제 3 · OX 문제

달리는 자동차가 브레이크를 밟아 속도가 점점 느려질 때, 알짜힘(제동력)의 방향과 가속도의 방향은 서로 같다. ( )

정답: O

날아오는 야구공을 글러브로 잡아채듯 멈추게 하려면 반대쪽으로 힘을 주어야 하죠. 이때 내가 준 '힘'의 방향이 곧 '가속도'의 방향이랍니다. 힘과 가속도는 언제나 같은 방향을 바라보는 단짝이에요!

문제 4 · OX 문제

물체에 작용하는 알짜힘이 일정할 때, 물체의 가속도 크기와 방향이 변하지 않고 일정하게 유지되는 운동을 등가속도 운동이라고 한다. ( )

정답: O

매끄러운 미끄럼틀을 타고 내려오는 아이를 생각해보세요! 중력이라는 일정한 힘이 계속 잡아당겨 속도가 1초마다 규칙적으로 빨라지죠. 이렇게 일정한 힘을 받아 가속도가 변함없는 것을 등가속도 운동이라 해요.

문제 5 · OX 문제

등가속도 운동을 하는 물체의 속도-시간 그래프를 그리면 가로축(시간 축)과 나란한 평평한 수평선 모양이 그려진다. ( )

정답: X

매달 용돈을 1만원씩 올려 받으면 통장 잔고가 차곡차곡 위로 올라가죠? 등가속도 운동도 속도가 규칙적으로 늘어나기 때문에, 속도 그래프는 수평선이 아니라 위로 뻗어 올라가는 대각선(기울기가 일정한 직선)이랍니다.

문제 6 · OX 문제

등가속도 직선 운동을 하는 물체의 위치-시간 그래프는 기울기가 일정한 직선 모양이다. ( )

정답: X

눈덩이를 언덕에서 굴리면 점점 엄청난 속도로 확확 굴러가죠? 시간이 지날수록 속도가 빨라져 이동한 거리도 훅훅 늘어나요. 그래서 위치(거리) 그래프는 반듯한 직선이 아니라, 위로 꺾여 올라가는 곡선을 그리게 된답니다!

문제 7 · 빈칸 채우기

물체에 작용하는 알짜힘이 0이 아니어서 속력이나 운동 방향이 변하는 역동적인 운동을 통틀어 ( ) 운동이라고 한다. (3글자)

정답: 가속도

엑셀이나 브레이크를 밟고, 커브를 도는 모든 순간! 얌전했던 속도나 방향에 변화의 바람이 부는 모든 운동을 이렇게 부른답니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

직선 운동을 하는 물체의 속도가 점점 빨라질 때, 물체에 작용하는 알짜힘의 방향은 물체가 움직이는 ( )의 방향과 같다. (2글자)

정답: 속도

달리는 친구의 등을 뒤에서 밀어주면 속력이 쑥쑥 오르죠? 속도가 빨라지려면 나아가는 쪽(속도 방향)으로 힘을 팍팍 보태주어야 해요.

문제 9 · 빈칸 채우기

브레이크를 밟아 멈추어 가는 자동차처럼 속도가 느려지는 운동에서, 가속도의 방향은 자동차의 속도 방향과 서로 ( ) 방향이다. (2글자)

정답: 반대

날아오는 야구공을 글러브로 잡아채듯 멈추게 하려면, 공이 날아오는 쪽의 반대 방향으로 힘을 주어야 하죠. 즉, 속도가 느려지면 힘(가속도)의 방향은 움직이는 반대쪽이랍니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

물체에 작용하는 ( )이/가 일정할 때, 물체는 가속도가 변하지 않고 일정한 등가속도 운동을 한다. (3글자)

정답: 알짜힘

매끄러운 미끄럼틀을 탈 때 중력이라는 일정한 힘이 계속 잡아당겨 속도가 규칙적으로 빨라지죠. 이렇게 '이것'이 뚝심 있게 일정해야 가속도도 안 변한답니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

등가속도 직선 운동을 하는 물체의 가속도-시간 그래프를 그리면, 가로축인 시간축과 ( )한 그래프가 된다. (2글자)

정답: 평행

크루즈 컨트롤로 시속 100km를 맞춘 것처럼, 등가속도 운동은 '가속도'라는 숫자 자체가 1, 2, 3초가 지나도 변함없이 얌전하게 고정되어 있다는 뜻이에요.

문제 12 · 빈칸 채우기

등가속도 직선 운동을 하는 물체의 속도-시간 그래프를 그리면, 속도가 규칙적으로 변하므로 기울기가 일정한 ( )차 함수 모양이 나타난다. (숫자)

정답: 1, 일

매달 용돈을 1만원씩 올려 받으면 통장 잔고가 일정하게 차곡차곡 올라가죠? 등가속도 운동도 속도가 규칙적으로 늘어나기 때문에, 그래프는 수학에서 배우는 반듯한 1차 함수(대각선) 모양이 된답니다.

문제 13 · 단답형

정지해 있던 자동차가 출발하여 일정한 가속도로 직선 도로를 달렸다. 4초 후 자동차의 속력이 20m/s가 되었다면, 이 자동차의 가속도는 몇 m/s²인지 구하시오. (숫자)

정답: 5

4개월 동안 적금 통장에 20만원을 모았다면, 한 달에 5만원씩 일정하게 넣은 거겠죠? 가속도도 똑같아요! 4초 동안 속도가 0에서 20으로 변했으니, 20을 4로 나누면 1초당 5m/s씩 빨라졌다는 뜻이에요.

문제 14 · 단답형

10m/s의 속력으로 달리던 자전거가 오르막길을 만나 2m/s²의 일정한 가속도로 속력이 느려지기 시작했다. 3초 후 자전거의 속력은 몇 m/s인지 구하시오. (숫자)

정답: 4

내 통장에 10만원이 있는데, 한 달에 2만원씩 3달 동안 빠져나간다고 쳐볼까요? 그럼 6만원이 사라져서 4만원이 남겠죠! 자전거도 원래 10의 속력이었는데 1초에 2씩 3초 동안 느려졌으니, 10 - (2 × 3) = 4m/s가 정답이에요.

문제 15 · 단답형

정지 상태에서 출발하여 등가속도 직선 운동을 하는 로켓이 있다. 이 로켓의 가속도가 8m/s²로 일정할 때, 속력이 40m/s에 도달하는 데 걸리는 시간은 몇 초인지 구하시오. (숫자)

정답: 5

빈 수조에 1초에 8리터씩 물을 채워서 40리터를 만들려면 몇 초가 걸릴까요? 당연히 40을 8로 나눈 5초죠! 로켓도 1초에 속도가 8씩 쑥쑥 오르니까, 목표 속력 40이 되려면 5초의 시간이 필요한 거랍니다.

문제 16 · 단답형

속도-시간 그래프에서 가로축(시간) 0초일 때 세로축(속도) 값이 4m/s이고, 5초일 때 세로축 값이 14m/s인 직선이 그려져 있다. 이 물체의 가속도는 몇 m/s²인지 구하시오. (숫자)

정답: 2

산을 오르는데 5시간 동안 해발 4km 지점에서 14km 지점까지 등반했다면? 총 10km를 5시간 만에 올랐으니 1시간에 2km씩 올랐네요! 가속도(기울기) 구하기도 똑같아요. 속도가 5초 동안 10만큼(14-4) 변했으니, 10을 5로 나누면 가속도는 2랍니다.

문제 17 · 단답형

25m/s의 속력으로 달리던 기차가 브레이크를 밟아 일정한 가속도로 느려져 10초 만에 완전히 정지하였다. 이 기차의 가속도의 크기는 몇 m/s²인지 구하시오. (숫자)

정답: 2.5

25조각의 케이크를 10명의 친구가 나눠 먹으면 한 명당 2.5조각을 먹어 치우겠죠? 25였던 기차 속도가 10초 만에 0으로 싹 사라졌으니, 1초에 2.5씩 속도를 갉아먹은(감소한) 셈이네요! 따라서 가속도의 크기는 2.5랍니다.

문제 18 · 단답형

마찰이 없는 수평면에서 질량이 2kg인 수레에 일정한 크기의 힘 10N을 작용하여 밀었다. 이 수레의 가속도는 몇 m/s²인지 구하시오. (숫자)

정답: 5

10개의 맛있는 사탕(힘)을 2명의 친구(질량)에게 똑같이 나눠주면 한 명당 몇 개를 받을까요? 바로 5개죠! 물리 공식(F = ma → a = F ÷ m)도 이 사탕 나누기와 똑같아요. 내가 준 힘(10N)을 물체의 무거운 정도(2kg)로 나눠주면 가속도가 시원하게 계산된답니다.

문제 19 · 보기 선택

가속도 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

• ㄱ. 가속도 운동은 속력이나 운동 방향 중 하나라도 변하면 해당한다.
• ㄴ. 속력이 일정하게 유지되며 커브를 도는 자동차는 가속도 운동이 아니다.
• ㄷ. 물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때 물체는 등가속도 운동을 한다.
• ㄹ. 운동 방향과 가속도의 방향이 같으면 물체의 속력이 증가한다.

정답: ㄱ, ㄹ

엑셀과 브레이크, 핸들 조작 모두 변화를 만드는 '가속도' 운동이에요! 속도와 미는 힘(가속도)의 방향이 같으면 뒤에서 등을 팍팍 밀어주는 것처럼 쑥쑥 빨라지죠.

문제 20 · 보기 선택

직선 도로에서 등가속도 직선 운동을 하는 자동차에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자동차의 속력은 점점 증가하고 있다.)

• ㄱ. 자동차에 작용하는 알짜힘의 크기가 일정하다.
• ㄴ. 자동차의 가속도-시간 그래프를 그리면 시간축과 나란한 수평선이 된다.
• ㄷ. 자동차의 이동 거리는 시간에 비례하여 일정하게 증가한다.
• ㄹ. 자동차의 속도와 가속도의 방향은 서로 반대이다.

정답: ㄱ, ㄴ

매끄러운 미끄럼틀을 타듯 일정한 힘(알짜힘)이 계속 당겨주면 속도가 척척 오르는 등가속도 운동이 돼요. 가속도의 크기 자체가 안 변하니 그래프는 반듯한 수평선이 맞죠!

문제 21 · 보기 선택

직선 도로를 달리는 자동차의 속력이 10m/s에서 30m/s로 5초 동안 일정하게 증가하였다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

• ㄱ. 자동차의 가속도의 크기는 4m/s²이다.
• ㄴ. 자동차에 작용하는 알짜힘의 방향은 운동 방향과 같다.
• ㄷ. 5초 동안 자동차가 이동한 거리는 100m이다.
• ㄹ. 시간이 지날수록 1초 동안 이동하는 거리가 점점 짧아진다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

속도가 10에서 30이 되었으니 20만큼 변했죠? 5초로 나누면 1초에 4씩 엑셀을 밟은 셈이에요(가속도 4)! 빨라지니까 힘의 방향도 진행 방향과 똑같고, 중간값인 평균 속력 20m/s로 5초를 달렸다고 치면 이동 거리는 깔끔하게 100m가 나옵니다.

문제 22 · 보기 선택

일정한 속력으로 달리던 기차가 브레이크를 밟아 직선 궤도 위에서 완전히 정지할 때까지의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

• ㄱ. 기차의 가속도의 방향은 운동 방향과 반대이다.
• ㄴ. 기차에 작용하는 알짜힘의 크기는 점점 감소한다.
• ㄷ. 기차의 속도-시간 그래프는 기울기가 일정한 직선이다.
• ㄹ. 기차의 위치-시간 그래프는 기울기가 일정한 직선이다.

정답: ㄱ, ㄷ

달리는 자전거의 브레이크를 꽉 쥐는 상황이에요! 멈추려면 움직이는 반대쪽으로 힘(가속도)을 줘야 하죠. 마찰력이 일정하게 작용하여 속도가 일정하게 줄어들고 있으니 속도 그래프는 반듯한 직선이 된답니다.

문제 23 · 보기 선택

공기 저항과 마찰이 없을 때, 가만히 놓아 떨어뜨린 사과 A와 기울기가 일정한 빗면을 미끄러져 내려가는 상자 B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

• ㄱ. A와 B 모두 속력이 일정하게 증가하는 등가속도 직선 운동을 한다.
• ㄴ. A에 작용하는 알짜힘은 일정하다.
• ㄷ. B의 가속도-시간 그래프는 시간축과 나란한 평행선이다.
• ㄹ. 두 물체의 가속도 크기는 서로 같다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

사과가 떨어지든 빗면을 내려오든 둘 다 중력이라는 '일정한 힘'을 받아 속도가 규칙적으로 오르는 형제 같은 운동이에요. 힘이 일정하니 가속도도 변함없는 수평선(평행선)을 그리죠!

문제 24 · 보기 선택

직선 위를 운동하는 어떤 물체의 속도-시간 그래프는 다음과 같다. 0~2초는 속도가 0에서 8m/s로 일정하게 증가, 2~4초는 8m/s로 일정, 4~6초는 8m/s에서 0으로 일정하게 감소하였다. 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

• ㄱ. 0~2초 동안 물체의 가속도의 크기는 4m/s²이다.
• ㄴ. 2~4초 동안 물체에 작용하는 알짜힘은 0이다.
• ㄷ. 4~6초 동안 물체의 운동 방향이 처음과 반대로 바뀐다.
• ㄹ. 0~6초 동안 물체가 이동한 총거리는 24m이다.

정답: ㄱ, ㄴ

처음 2초는 1초에 4씩 속도를 올려 질주하고(가속도 4), 중간 2초는 크루즈 컨트롤(등속도=알짜힘 0)로 달린 거예요! 아주 정직하고 반듯한 운동이죠.

문제 25 · 객관식

다음 중 물체가 등가속도 운동을 하는 예로 가장 적절한 것은?

• ① 둥근 트랙을 일정한 속력으로 도는 스케이트 선수
• ② 마찰이 없는 빗면을 미끄러져 내려오는 스키 선수
• ③ 무빙워크를 타고 일정한 속력으로 직진하는 여행객
• ④ 에스컬레이터를 타고 위층으로 올라가는 사람
• ⑤ 브레이크를 밟았다 뗐다 하며 복잡한 시내를 달리는 버스

정답: ②

마찰 없는 빗면을 미끄러져 내려가는 것은, 지구의 일정한 중력을 받아서 속도가 1초마다 규칙적으로 늘어나는 완벽한 등가속도 운동의 대표 선수랍니다!

문제 26 · 객관식

직선 도로에서 20m/s의 속력으로 달리던 자동차가 브레이크를 밟아 일정한 가속도로 느려져 4초 만에 정지하였다. 이 자동차가 제동하는 4초 동안 이동한 거리는 몇 m인가?

• ① 20m
• ② 40m
• ③ 60m
• ④ 80m
• ⑤ 100m

정답: ②

처음 속도 20과 멈췄을 때 속도 0의 한가운데인 평균 속력 10m/s로 4초 동안 편안하게 달렸다고 치환해서 계산하는 꿀팁! 10 곱하기 4를 하면 총 이동 거리 40m가 마법처럼 튀어나옵니다.

문제 27 · 객관식

정지해 있던 물체의 가속도-시간 그래프를 그렸더니 가로축에 평행한 직선이 3m/s²의 높이에 나타났다. 이 물체가 출발한 지 3초가 되었을 때의 속력은 몇 m/s인가?

• ① 3m/s
• ② 6m/s
• ③ 9m/s
• ④ 12m/s
• ⑤ 15m/s

정답: ③

1초마다 보너스 점수를 3점씩(가속도) 획득하는 게임이에요! 0점에서 시작해 3초 동안 꼬박꼬박 받았으니 3 곱하기 3은 9! 속도 변화량은 가속도와 시간을 곱하면 끝이죠.

문제 28 · 객관식

정지 상태에서 출발하여 2m/s²의 일정한 가속도로 직선 운동을 하는 물체가 있다. 이 물체가 16m를 이동했을 때의 속력은 몇 m/s인가?

• ① 4m/s
• ② 6m/s
• ③ 8m/s
• ④ 10m/s
• ⑤ 12m/s

정답: ③

가속도가 2m/s²이면, 거리는 시간의 제곱에 비례해요(s = 0.5 × a × t²). 계산해보면 16 = 0.5 × 2 × t²이 되어 시간이 4초 걸렸다는 걸 알 수 있죠! 1초에 2씩 4초가 지났으니 2 곱하기 4는 8m/s가 됩니다.

문제 29 · 객관식

연직 위로 던져 올린 야구공이 최고점을 향해 위로 올라가는 동안 일어나는 현상으로 옳은 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.)

• ① 공의 속도와 가속도의 방향이 같다.
• ② 공에 작용하는 가속도의 방향은 위쪽이다.
• ③ 공에 작용하는 알짜힘의 방향은 아래쪽이다.
• ④ 공의 속력이 시간에 비례하여 일정하게 증가한다.
• ⑤ 공에 작용하는 알짜힘의 크기가 점점 감소한다.

정답: ③

하늘 높이 공을 휙 던지면, 공은 위로 가려고 하지만 지구(중력)는 밑으로 계속 잡아당기죠? 힘(알짜힘)이 아래쪽이니까 가속도도 아래쪽이고, 나아가는 속도와 반대라서 점점 느려진답니다.

문제 30 · 객관식

정지 상태에서 출발한 두 물체 A, B가 각각 등가속도 직선 운동을 하였다. A의 가속도는 4m/s²이고 운동 시간은 2초이다. B의 가속도는 2m/s²이고 운동 시간은 4초이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

• ① 2초 후 A의 속력은 4m/s이다.
• ② 4초 후 B의 속력은 16m/s이다.
• ③ 최종 속력은 A가 B보다 2배 더 빠르다.
• ④ 물체가 이동한 총거리는 B가 A의 2배이다.
• ⑤ 두 물체 모두 이동 거리가 시간에 정비례하여 증가한다.

정답: ④

A는 1초에 4씩 2초 달려서 나중 속력 8! B는 1초에 2씩 4초 달려서 나중 속력 8! 스피드는 똑같아졌네요. 하지만 거리를 구해보면(s = 0.5 × a × t²), A는 8m, B는 16m를 가서 시간이 길었던 B가 딱 2배 더 멀리 갔답니다!