물체의 운동
물체의 위치 변화와 속력을 측정하고 운동의 빠르기를 비교한다.
물체의 운동은 시간이 지남에 따라 위치가 변하는 것이고, 얼마나 빠른지는 이동한 거리를 걸린 시간으로 나눈 속력으로 나타냅니다.
'누가 더 빠른가'를 말하려면 조건 하나를 맞춰야 합니다. 같은 거리를 달렸다면 시간이 짧은 쪽이 빠르고, 같은 시간을 달렸다면 더 멀리 간 쪽이 빠릅니다. 둘 다 다르면 '1초 동안 얼마나 갔는가'로 바꿔서 비교합니다.
쉽게 말하면
힘과 우리 생활에서 힘이 물체를 움직인다는 것을 봤다면, 이제 그 움직임을 숫자로 말할 차례입니다. 운동을 나타내려면 두 가지가 필요합니다. 얼마나 갔는지(이동 거리)와 얼마나 걸렸는지(걸린 시간)입니다. 이 둘 중 하나만으로는 빠르기를 말할 수 없습니다. 10미터를 갔다는 말만으로는 빠른지 느린지 알 수 없고, 1시간이 걸렸다는 말만으로도 알 수 없습니다.
그래서 속력이라는 것을 만듭니다. 속력은 '이동 거리를 걸린 시간으로 나눈 값'이고, 뜻은 '정해진 시간 동안 얼마나 갔는가'입니다. 1초 동안 간 거리로 나타내면 초속, 1시간 동안 간 거리로 나타내면 시속입니다. 예를 들어 3시간 동안 240킬로미터를 간 버스는 240을 3으로 나누어 시속 80킬로미터로 달린 셈입니다. 이렇게 기준 시간을 똑같이 맞춰 놓으면, 걸어가는 사람과 자전거와 자동차를 한 줄에 세워 비교할 수 있습니다.
한 가지 더 있습니다. 운동을 말하려면 '무엇을 기준으로 하는가'를 정해야 합니다. 달리는 버스에 앉아 있는 나는 도로를 기준으로 보면 빠르게 움직이고 있지만, 옆자리 친구를 기준으로 보면 전혀 움직이지 않습니다. 둘 다 맞는 말이고, 다만 기준이 다를 뿐입니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1같은 거리를 달린 100미터 달리기달린 거리가 모두 100미터로 같으니 시간만 비교하면 됩니다. 13초에 들어온 친구가 15초에 들어온 친구보다 빠릅니다. 거리가 같을 때는 시간이 짧을수록 빠릅니다.
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예시 23시간에 240킬로미터를 간 버스1시간 동안 간 거리를 구하려면 240을 3으로 나눕니다. 시속 80킬로미터입니다. 이 값이 있으면 시속 100킬로미터로 달린 자동차와 바로 비교할 수 있습니다.
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예시 3자동차 속도계가 보여 주는 것속도계 바늘은 '지금 이 순간의 빠르기'를 보여 줍니다. 신호에 서면 0이 되고 출발하면 커집니다. 목적지까지 걸린 전체 시간으로 계산한 빠르기와는 값이 다를 수 있습니다.
순서대로 하면
두 물체 중 어느 쪽이 빠른지 판단하는 순서
- 1각 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 적습니다.
- 2이동 거리가 같으면 걸린 시간을 비교합니다. 시간이 짧을수록 빠릅니다.
- 3걸린 시간이 같으면 이동 거리를 비교합니다. 멀리 갈수록 빠릅니다.
- 4거리도 시간도 다르면 이동 거리를 걸린 시간으로 나누어 속력을 구한 뒤 비교합니다.
- 5비교할 때는 단위를 맞춥니다. 한쪽은 시속, 다른 쪽은 초속이면 그대로 비교할 수 없습니다.
자주 하는 오해
이동 거리만 보거나 시간만 보고 빠르기를 판단하기
이렇게 생각하기 쉬움더 멀리 간 쪽이 더 빠르다 / 시간이 짧게 걸린 쪽이 더 빠르다
실제로는거리가 같을 때만 시간으로, 시간이 같을 때만 거리로 비교할 수 있습니다. 둘 다 다르면 속력으로 바꿔야 합니다.
1시간에 4킬로미터를 걸은 사람과 10분에 3킬로미터를 간 자전거를 생각해 보세요. 걸어간 사람이 더 멀리 갔지만 훨씬 느립니다. 거리만 보면 정반대의 결론을 내리게 됩니다. 그래서 기준 시간을 똑같이 맞춘 속력이 필요합니다.
운동을 기준 없이 '움직인다/안 움직인다'로만 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움버스에 앉아 있는 나는 가만히 있으니 운동하지 않는다
실제로는무엇을 기준으로 보느냐에 따라 다릅니다. 도로를 기준으로 보면 나는 버스와 함께 빠르게 움직이고 있습니다.
운동은 '기준이 되는 것에 대해 위치가 변하는 것'입니다. 기준을 정하지 않으면 움직였는지 아닌지 말할 수 없습니다. 창밖 나무가 뒤로 흘러가는 것처럼 보이는 것도 기준을 버스로 잡았기 때문입니다.
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
자주 묻는 질문
Q1속력이 계속 변하면 어떻게 나타내나요?
전체 이동 거리를 전체 걸린 시간으로 나누어 '평균적으로 이만큼 빨랐다'고 말합니다. 중간에 신호에 서고 빨리 달리기도 했지만, 전체를 한 덩어리로 보는 방법입니다.
Q2시속과 초속은 무엇이 다른가요?
기준으로 삼은 시간이 다릅니다. 시속은 1시간 동안 간 거리, 초속은 1초 동안 간 거리입니다. 같은 빠르기라도 기준이 다르면 숫자가 크게 달라지므로, 비교할 때는 반드시 같은 기준으로 맞춰야 합니다.
Q3빠르기를 나타내는 그래프는 어떻게 읽나요?
가로축을 시간, 세로축을 이동 거리로 그리면 선이 가파를수록 빠른 물체입니다. 같은 시간에 더 많이 갔다는 뜻이기 때문입니다. 멈춰 있는 동안에는 선이 옆으로 평평하게 갑니다.
교육과정 2022 개정 · 초6 통합과학 · 물체의 운동
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