일과 에너지Ⅱ(키워드별 기출문제 풀이)

아웃라인

1. 등가속도 운동

1) 20년도 수능 물리1 16번

2) 20년도 4월 학평 물리학1 19번

2. 운동 방정식

1) 17년도 6월 모평 물리1 5번

2) 20년도 10월 학평 물리학1 20번

3. 운동량과 충격량의 관계

17년도 7월 학평 물리1 4번

4. 운동량 보존 법칙

22년도 수능 물리학1 20번

5. 힘의 평형점

평형점에 대한 고찰

용수철의 평형점에서 탄성 퍼텐셜 에너지는 0이고, 운동 에너지는 최대이다. 역학적 에너지가 보존되어야 하기 때문으로 이해해도 되지만, 힘에 대한 관점으로도 분석해보자.

빨간선은 물체의 이동 방향, 파란선은 힘의 작용 방향

탄성력은 물체가 원래 모습으로 복원되려는 방향으로 생기므로, 평형점을 지나기 전 왼쪽을 향했지만 지나고 난 후 오른쪽을 향한다.(힘의 방향 변화) 하지만 물체는 계속 왼쪽으로 이동하면서 수축하는 중이다. 따라서 물체의 속도는 평형점 지점까지 증가하다가 평형점을 지난 후부터 감소하기 시작한다. 따라서 평형점에서 물체의 속도가 최대가 되므로, 운동 에너지도 최대가 된다. 

 

결론은 물체의 평형점(알짜힘이 0이 되는 지점)에서 물체의 속도가 최대값을 가진다.

1) 21년도 10월 학평 물리학1 20번

1) 21년도 9월 모평 물리학1 20번