폰으로 재는 버스 · 지하철 출발과 멈춤 (승객만)
Phone: bus and subway start-stop acceleration (passengers only)
버스나 지하철이 출발하고 멈출 때, 폰으로 그 «쏠림» 의 크기를 잴 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
버스가 출발하거나 멈출 때 승객의 몸은 관성으로 하던 운동을 지키려 해 뒤나 앞으로 쏠리고, 폰 가속도 센서는 그때의 가속도를 잽니다.
시뮬레이터의 «운동 마찰 계수» 끌개를 브레이크 세기로 생각해 보세요: 0.15 면 가속도 칸이 −1.47 m/s² 이고, 10 m/s 버스가 6.80 초 동안 34.0 m 를 가서 섭니다.
폰은 세 축의 가속도를 따로 재므로, 차가 가는 방향의 축만 보면 출발(+)과 멈춤(−)이 뚜렷이 갈립니다.
센서는 중력도 함께 재므로, 폰을 무릎 위에 평평하게 두면 위아래 축에는 늘 약 9.81 m/s² 가 보이고 앞뒤 축에 버스의 가속도가 나타납니다.
💡 생활 속 예시
- 지하철이 역에 들어서며 느려질 때 서 있는 승객들이 한꺼번에 같은 쪽으로 기우는 모습을 볼 수 있습니다.
- 자동차 컵홀더 속 물이 출발할 때는 뒤로, 멈출 때는 앞으로 출렁이는 것도 같은 가속도 때문입니다.
🧪 해 보기
- 승객으로 버스나 지하철에 앉아, 손잡이를 바로 잡을 수 있는 자리를 고릅니다.
- 폰을 무릎이나 가방 위에 평평하게 두고, 폰의 긴 쪽이 차가 가는 방향을 향하게 맞춥니다.
- 가속도를 그래프로 보여 주는 앱을 켜고, 출발 · 달림 · 멈춤 동안 앞뒤 축 값이 어떻게 바뀌는지 봅니다.
- 가장 크게 출렁인 값을 이 쪽 시뮬레이터의 가속도 칸에 맞춰 보고, 그 빠르기라면 버스가 몇 초 만에 섰을지 어림합니다.
- ⚠️ 운전하는 사람은 절대 하지 않습니다 — 승객만, 자리에 앉아서 합니다.
- ⚠️ 서서 탈 때는 폰보다 손잡이가 먼저이고, 흔들릴 때는 폰을 주머니에 넣습니다.
- ⚠️ 타고 내릴 때와 길을 건널 때는 폰을 보지 않고, 차도에 들어가지 않습니다. 어린이는 어른과 함께 탈 때만 합니다.
- ⚠️ 잰 값은 내 폰 안에서만 보고, 기록을 다른 사람에게 보내거나 인터넷에 올리지 않습니다.
누가 왜 찾았나
뉴턴은 1686 년 운동 법칙을 내놓으며, 움직이는 물체는 불균형한 힘이 없으면 같은 빠르기로 곧게 계속 움직인다는 것을 첫째 법칙으로 삼았습니다(NASA). 버스 안에서 몸이 쏠리는 것은 이 법칙을 날마다 겪는 일이고, 세 축을 재는 폰 가속도 센서가 그 크기를 숫자로 보여 줍니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-04]
- 한국 2022 · 물리학 실험 · 물리 실험의 기초
출처
이어서 보기
같은 단원 · 힘과 뉴턴 법칙
- 개념작용과 반작용 (뉴턴 운동 제3 법칙)
- 개념엘리베이터 속 몸무게 (겉보기 무게)
- 개념탄성력 (훅 법칙)
- 개념마찰력 (정지 마찰과 운동 마찰)
- 개념관성 (뉴턴 운동 제1 법칙)
- 개념알짜힘과 힘의 평형
- 개념힘과 가속도 (뉴턴 운동 제2 법칙)
- 개념무게와 질량
- 개념힘 (크기 · 방향 · 작용점)
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