가속도
[ acceleration , 加速度 ]
- 요약
속도는 물체의 빠르기와 방향을 나타내는 벡터량이며 가속도는 속도 벡터가 단위시간 동안 얼마나 변했는지를 나타내는 벡터량이다.
멈춰 있던 자동차가 단시간에 속력을 높일 때와 천천히 높일 때, 속력의 전체 변화량은 같더라도 단시간에 속력을 높인 경우가 시간이 짧으므로 가속도의 크기가 더 크다. 속도의 크기인 속력이 변하지 않을 때 반드시 가속도가 0인 것은 아니다. 예를 들어 속력은 변하지 않고 운동방향만 변하는 등속원운동의 경우 가속도가 원의 중심을 향한다.
뉴턴의 운동 제2법칙 - 힘과 가속도의 관계
뉴턴의 운동 제2법칙에 의하면 힘은 물체를 가속시킨다. 반대로 가속하는 물체에는 힘이 작용하고 있다고 생각할 수 있다. 태양을 한 초점으로 하여 타원 궤도를 도는 행성의 경우 만유인력이 작용하여 행성의 운동방향과 속력이 시시각각 바뀌는 가속도운동을 한다. 지면 위로 굴러가는 공은 시간이 많이 흐르면 멈춘다. 이는 공이 굴러가는 방향의 반대방향으로 마찰력이 작용하여 물체의 속력을 줄이는 가속도운동이다.
중력가속도
나무에서 떨어지는 사과와 같이 지표면 가까이에서 낙하하는 물체는 일정한 크기의 가속도로 속력이 증가한다. 실제로 중력은 만유인력의 법칙에 따라 지구 중심과 물체 사이의 거리에 따라 크기가 다르므로 중력가속도 또한 거리에 따라 다르다. 하지만 지표면 가까이에서는 그 이동거리가 지구반지름에 비해 매우 짧으므로 물체에 작용하는 중력의 크기 변화를 무시할 수 있다. 따라서 물체가 낙하하는 가속도의 크기는 약 9.8m/s²으로 일정하며 이를 중력가속도라 한다.
가속도의 크기변화
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뉴턴의 운동법칙 뉴턴의 운동법칙에는 관성의 법칙, 가속도의 법칙, 작용·반작용의 법칙이 있습니다. 먼저, 뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙에 대해 알아봅시다. 외부에서 힘이 가해지지 않는 한 물체는 본래의 상태를 그대로 유지하려고 하는데, 이를 관성이라고 합니다. 정지해있던 버스가 갑자기 출발할 때 우리의 몸이 뒤로 쏠리게 되는 것은 정지 상태를 유지하려는 우리 몸의 정지 관성에 의한 것입니다. 반대로 달리던 버스가 급정거 할 때 우리 몸이 앞으로 쏠리게 되는 것은 운동 상태를 유지하려던 우리 몸의 운동 관성에 의한 것입니다. 또한, 관성은 질량에 비례합니다. 같은 속도로 움직이던 경차와 버스가 동시에 멈췄을 때, 질량이 더 큰 버스가 더 많이 밀리게 되는 것처럼 말입니다. 뉴턴의 제2법칙은 가속도의 법칙입니다. 어떤 물체에 힘이 가해졌을 때 물체가 얻는 가속도는 그 힘에 비례하고, 물체의 질량에 반비례합니다. 우리가 공을 찰 때 얼만큼 세게 차느냐에 따라 공의 속도가 달라집니다. 또한 가벼운 공은 더 빠르게 날아가고, 무거운 공은 그만큼 느리게 날아갑니다. 이처럼 공의 속도에는 공에 가해지는 힘과 공의 무게가 관여합니다. 뉴턴의 제3법칙은 작용·반작용의 법칙입니다. 모든 작용에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 존재한다는 것으로, 로켓의 원리를 예로 들 수 있습니다. 로켓이 지면을 향해 가스를 뿜어내면, 연료를 밀어내는 힘과 같은 크기의 힘을 반대 방향으로 받게 됩니다. 로켓은 바로 이 반작용으로 얻은 추진력에 의해 하늘로 쏘아 올려지는 것입니다. 출처: doopedia