100 m 달리기 선수는 언제 가장 빠르게 달릴까?
When is a 100 m sprinter running fastest?
100 m 달리기에서 선수는 출발 직후, 중간, 결승선 가운데 언제 가장 빠를까요?
무슨 일이 일어났나
가장 빠른 때는 «가장 빨리 빨라지는 때» 가 아니라 빨라지기가 멈춘 때(가속도 0)입니다 — 그 앞까지는 빠르기가 조금씩이라도 계속 늘기 때문입니다.
시뮬레이터의 공은 0.5 초에 4.71 m/s, 1 초에 8.47 m/s, 2 초에 12.4 m/s, 3 초에 13.6 m/s 로 늘다가 약 14.0 m/s 에서 더 늘지 않습니다 — 공기 저항이 중력만큼 커졌기 때문입니다.
달리기 선수도 발로 땅을 미는 힘이 몸을 막는 힘보다 큰 동안 빨라지고, 두 힘이 맞서면 더 빨라지지 않습니다. 그래서 출발선이 아니라 빨라지기를 마친 뒤의 구간에서 가장 빠릅니다.
빠르기–시간 그래프로 보면 가장 가파른 곳이 «가장 빨리 빨라질 때», 가장 높은 곳이 «가장 빠를 때» 입니다.
💡 생활 속 예시
- 자전거로 출발할 때 처음 몇 바퀴는 페달이 무겁고 쑥쑥 빨라지지만, 어느 빠르기에 이르면 힘껏 밟아도 더 빨라지지 않습니다.
- 운동회 이어달리기에서 바통을 받을 사람이 미리 달리기 시작하는 것은, 빨라지는 데 시간이 걸리기 때문입니다.
- 엘리베이터도 출발 직후 잠깐 빨라지고, 그 뒤로는 같은 빠르기로 올라가다가 서기 전에 느려집니다.
확인된 값
- 속력 · 속도의 SI 단위 (미터 매 초)
- m s-1 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 운동과 에너지
- 한국 2022 · 과학(초등) · 물체의 운동 [6과10-02]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Describing motion
출처
이어서 보기
같은 단원 · 운동의 기술
- 개념가속도
- 개념자유 낙하 (낙하 법칙)
- 개념운동 그래프 (위치–시간 · 속도–시간 그래프)
- 개념위치와 변위
- 개념던진 물체의 운동 (포물선 운동)
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- 개념속력과 속도
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