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이번글은
2023학년도 수능
(2022년도에 치러짐)
물리학1 - 9번 문제 풀이입니다
문제는 다음과 같습니다
글의 순서는
1. 운동량과 충격량
2. 문제풀이
입니다
1. 운동량과 충격량
1) 운동량
운동량은 물리량 중 하나로
'물체의 질량과 속도의 곱'
으로 나타냅니다
의미를 굳이 붙이면
'운동 하는 물체의 운동하는 정도'
의 의미에 가깝습니다
운동량은 속도와 질량이 곱해졌기에
를 단위로 사용합니다
운동량의 특이한 점은
충돌에 따른 운동량 보존입니다
운동하는 물체가
다른 물체와 충돌할 경우
충돌 전의 운동량의 합은
충돌 후의 운동량의 합과 같습니다
이는 에너지가 보존되지 않아도 해당되며
이를 활용해 많은 문제를 해결할 수 있습니다
2) 충격량
충격량을 간략하게 설명하면
'물체가 힘에 의해 받는 충격의 양'
입니다
물체에 힘이 가해질 경우
물체는 운동상태나 모양이 변할 수 있고
이를 충격이라고 합니다
충격을 받은 양인 충격량은
가해진 힘과 힘이 가해진 시간의 곱으로
나타낼 수 있습니다
충격량은 힘과 시간의 곱이므로
의 단위로 쓸 수 있습니다
이 단위는 약간 변경하여
운동량과 연관지을 수 있습니다
3) 운동량과 충격량
운동량의 단위는
이고
충격량의 단위는
입니다
여기서
이므로 충격량의 단위를
다음과 같이 변경할 수 있습니다
즉, 충격량과 운동량의 단위가
같다는 것입니다
이는 충격량과 운동량의 전환이
가능하다는 것을 뒷받침합니다
다른 측면에서도 생각할 수 있습니다
힘을 받은 물체는 가속도를 가지는
뉴턴 제 2 법칙
를 인용하면
힘을 받은 물체는 가속도가 있어서
속도가 변하게 되고
이는 운동량의 변화를 줍니다
즉
'운동량은 충격량에 의해 변할 수 있다'
혹은
'충격을 받으면 운동량이 변한다'
의 접근이 가능해 집니다
2. 문제풀이
ㄱ)
(가)와 (나)에서 모두 +x로
힘을 받기 때문에
속력이 빨라집니다
(가)의 가속 후가
(나)의 가속 전보다 느림으로
(나)에서의 평균속력이 빨라
P를 지나는게 걸리는 시간은
A가 B보다 큽니다
ㄱ은 맞습니다
ㄴ)
P에서는 일정한 힘을 가합니다
(가)와 (나)에서 평균속력이 다릅니다
충격량은 힘과 시간의 곱이므로
P에서 더 오래 힘을 받는
A의 충격량이 더 큽니다
ㄱ은 맞습니다
ㄷ)
(가)에서 속력이 v만큼 증가하여서
(나)에서도
v만큼 증가한다고 생각하기 쉽습니다
하지만 ㄴ에서 언급하였듯
충격량의 크기가 달라
4v보다 낮은 속력을 가지게 됨을
유추할 수 있습니다
ㄷ은 틀렸습니다
ㄱ, ㄴ이 맞으므로
정답은 3번입니다
이번글에서는
2023학년도 수능
(2022년도에 치러짐)
물리학1 - 9번 문제 풀이와
운동량, 충격량과
운동량과 충격량의 관계에 대하여
이야기하였습니다
도움이 되셨기를 바랍니다
감사합니다
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