중학교 3학년 · 넷째 단원
운동과 에너지
빠르다, 느리다를 숫자로 말하고, 떨어지는 물체가 얼마나 빨라지는지 재고, 높은 곳의 물체가 가진 힘을 계산해요. 움직임을 숫자와 그래프로 옮기면 한 번도 본 적 없는 일까지 미리 알 수 있어요.
에스컬레이터는 늘 같은 빠르기로 움직여요
돌려보는 판같은 빠르기로 간다는 것은 그래프에서 어떻게 보일까요. 자동차를 잡고 왼쪽으로 당겼다 놓아 보세요.
볼링공과 구슬을 같이 떨어뜨리면
돌려보는 판무거운 것이 먼저 떨어질 것 같아요. 금색 막대를 끌어 높이를 정하고 놓아 보세요.
무거운 짐을 높이 올리면 힘이 들어요
조절하는 판그 힘은 어디로 갔을까요. 상자를 끌어 선반에 올린 다음, 눌러서 떨어뜨려 보세요.
롤러코스터에는 엔진이 없어요
조절하는 판처음에 끌어 올려 주기만 하면 끝까지 달려요. 수레를 잡고 레일 위에 놓아 보세요.
이 단원에서 가져갈 것
- 속력은 이동 거리를 걸린 시간으로 나눈 값이에요. 속력이 변하지 않는 운동이 등속 운동이고, 시간과 거리의 그래프가 곧은 선이 돼요.
- 중력만 받아 떨어지는 운동이 자유 낙하예요. 속력이 1초에 9.8 m/s씩 일정하게 늘어나고, 질량이 달라도 똑같이 떨어져요.
- 과학에서 일은 힘을 주어 그 힘의 방향으로 물체를 옮기는 것이에요. 일 = 힘 × 이동 거리, 단위는 J(줄)이에요. 힘을 줘도 움직이지 않으면 일은 0이에요.
- 일을 할 수 있는 능력이 에너지예요. 높은 곳의 물체는 위치 에너지(9.8 × 질량 × 높이)를, 움직이는 물체는 운동 에너지(½ × 질량 × 속력²)를 가져요.
- 위치 에너지와 운동 에너지는 서로 바뀌어요. 마찰이나 공기 저항이 없으면 둘의 합(역학적 에너지)은 변하지 않아요.