[물리학]가속도 운동에 대하여 알아보자.

자동차를 운전하다 보면 빠른 속도로 운전을 할 경우도 있고 느린 속도로 운전을 할 경우도 있다. 시간에 따라서 속도가 변하는 것이다. 물체의 속도가 시간에 따라 변할 때 물체는 가속도 운동을 한다고 말한다.

그렇다면 이 가속도 운동이란 것은 무엇일까?

1.가속도?

가속도는 단위 시간 동안에 일어나는 속도의 변화량이다. 속도와 마찬가지로 가속도는 크기와 방향을 갖는 물리량이고 방향은 속도의 변화량의 방향과 같다. 속도의 방향과 같은 것이 아니다. 속도의 변화량의 방향과 같은 것이다.

자동차가 왼쪽에서부터 달려오다가 오른쪽에서 멈췄다고 가정을 해보자. 달려오는 자동차의 속도의 방향은 왼쪽이고 (+) 방향이라고 정의하자. 달려오다가 멈춘 자동차의 속도는 0이다. (+) 값이었던 속도가 변화하기 위해서는 (-) 방향의 가속도의 영향을 받은 것이다. 이렇듯 가속도의 방향은 속도의 변화량의 방향과 같으며, 속도의 방향과는 다를 수 있다.

정리하면 운동하는 물체의 속력이 점점 증가하면 (+)가속도를 갖고, 속력이 점점 감소하며 (-) 가속도를 갖는다. 물체의 속력이 일정하더라도 등속 원운동의 경우처럼 운동 방향이 변하면 가속도가 생긴다.

참조 [과학이야기/고전역학] - [물리학]원운동 - 등속 원운동

가속도는 앞서 언급한 것 처럼 시간당 속도의 변화량이니 단위는 m/s/s → m/s²로 표현된다.

가속도를 구하는 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

2. 평균 가속도와 순간 가속도

다음의 v-t 그래프(시간과 속도 그래프)를 살펴보자.

t₁와 t₂에서의 속도가 V₁, V₂라면 평균 가속도는

직선 AD의 기울기가 되고 이것을 평균 가속도라고 한다.

 

시간 t₂-t₁=Δt를 매우 짧게 하면 그 동안의 속도 변화량인 V₂-V₁=ΔV로 매우 작아지게 된다. 

이때의 가속도는

이것을 t₁에서의 순간 가속도라고 한다. 순간 가속도의 크기는 t₁의 점에서 접하는 접선의 기울기가 되고 위의 그래프에서는 접선 AC가 된다.