운동과 힘
물리량과 단위
물리량과 단위란 무엇인가, 국제단위계(SI), 마이크로에서 기가까지의 접두어, 10의 거듭제곱, km/h와 m/s의 환산을 비롯한 단위 환산. 계산기 포함.
스칼라와 벡터
스칼라와 벡터의 차이, 벡터의 덧셈과 평행사변형법, 반대 벡터와 실수배, 사인과 코사인, 벡터를 성분으로 분해하는 방법과 다시 합성하는 방법.
운동과 정지
운동과 정지는 상대적이다. 기준계, 질점, 운동 경로, 이동 거리와 변위의 차이, 운동장 한 바퀴의 예, 운동의 종류.
속력과 속도
속력을 구하는 공식, 평균 속력과 순간 속력, 갈 때 60 km/h 올 때 40 km/h 문제, 벡터로서의 속도와 그 방향, 여러 가지 물체의 속력. 계산기 포함.
등속 직선 운동
등속 직선 운동: 이동 거리, 시간, 속력을 구하는 공식, 직선인 이동 거리-시간 그래프와 그 기울기, 처음 위치, 속력-시간 그래프 아래의 넓이, 위치 그래프에서 정지와 되돌아가기. 계산기 포함.
운동학과 동역학 문제 푸는 법
물리 문제를 단계별로 푸는 방법: 주어진 조건 정리, 단위 환산, 그림 그리기, 문자로 푼 일반해, 단위 확인, 어림셈. 흔한 실수와 처음부터 끝까지 푼 예제.
속력에 관한 문장제
속력에 관한 문장제를 푸는 방법: 마주 보고 달리는 두 자동차, 따라잡기, 터널을 지나는 열차, 강물을 따라 내려가고 거슬러 올라가는 배. 방정식과 그래프의 교점으로 푸는 방법.
가속도
가속도의 뜻과 단위가 m/s²인 이유. 공식 a = Δv/Δt, 빨라질 때와 브레이크를 밟을 때, 회전교차로를 예로 든 곡선 도로에서의 가속도, g의 몇 배로 나타내는 가속도.
등가속도 직선 운동
등가속도 직선 운동의 속도와 이동 거리를 구하는 공식, 속도-시간 그래프 아래의 넓이로 구하는 이동 거리, 비 1 : 3 : 5 : 7, 포물선 모양의 이동 거리 그래프, 시간이 없는 공식 v² = v₀² + 2as.
제동과 정지 거리
자동차가 멈출 때까지 가는 거리: 공주 거리와 제동 거리, 속력이 2배이면 제동 거리가 4배인 이유, 차간 거리, 스키드 자국으로 구하는 속력, 젖은 도로와 빙판. 계산기 포함.
자유 낙하
자유 낙하와 중력 가속도 g, 높이와 속력을 구하는 공식, 우물의 깊이와 10 m 다이빙대에서 뛰어내리는 예제, 달에서 떨어뜨린 망치와 깃털, 공기 저항과 종단 속도. 계산기 포함.
운동의 합성
운동의 합성과 운동의 독립성: 에스컬레이터 위에서 걷기, 강을 건너는 배와 떠내려간 거리, 바로 맞은편에 닿으려면 어느 쪽을 향해야 하는지, 달리는 자동차에서 본 비스듬한 빗방울.
등속 원운동
등속 원운동: 주기와 진동수, 라디안으로 잰 회전각, 각속도 ω, 회전목마의 가장자리가 중심 근처보다 빠르게 움직이는 이유와 공식 v = ωr.
구심 가속도
등속 원운동에서 가속도가 원의 중심을 향하는 이유와 공식 a = v²/r = ω²r의 유도. 회전교차로, 곡선 도로, 태양 둘레를 도는 지구, 세탁기 탈수의 예제.
힘
힘의 뜻과 측정, 1뉴턴의 크기, 힘의 작용점·방향·크기, 알짜힘과 힘의 평형. 두 줄에 매달린 전등과 줄을 수평으로 팽팽하게 당길 수 없는 이유.
뉴턴 운동 제1법칙 (관성 법칙)
관성 법칙: 알짜힘이 0인 물체는 정지해 있거나 등속 직선 운동을 한다. 갈릴레이의 사고 실험, 출발하고 멈추는 버스, 안전띠와 머리 받침, 관성 기준계.
뉴턴 운동 제2법칙 (가속도 법칙)
가속도 법칙 F = ma: 관성의 크기를 나타내는 질량, 1뉴턴의 정의, 출발하는 자동차와 여러 힘이 함께 작용할 때의 예제, 무거운 물체와 가벼운 물체가 똑같이 떨어지는 이유.
뉴턴 운동 제3법칙 (작용 반작용 법칙)
작용 반작용 법칙: 힘은 언제나 쌍으로 작용하고 크기가 같으며 방향이 반대이고 서로 다른 물체에 작용한다. 말과 수레의 역설, 걷기, 로켓, 책상 위의 책.
중력과 무게
질량, 중력, 무게의 차이, 수직 항력, 욕실 체중계가 실제로 재는 것, 엘리베이터 안의 체중계, 무중력 상태, 힘으로 나타낸 G.
운동량과 충격량
운동량 p = mv, 충격량 FΔt와 운동량 변화의 관계. 에어백이 생명을 구하는 이유, 매트 위의 부드러운 착지, 공을 받을 때 손을 당기는 이유, 튕겨 나갈 때 멈출 때보다 힘이 큰 이유.
운동량 보존 법칙
고립계에서 전체 운동량은 변하지 않는다. 작용 반작용 법칙에서 이끌어 낸 운동량 보존 법칙, 총의 반동, 서로 밀어내는 두 스케이트 선수, 화차의 충돌, 로켓.
마찰력
정지 마찰력과 운동 마찰력, 마찰 계수와 공식 f = μN, 장롱을 미는 데 필요한 힘, 구름 저항과 바퀴, 빙판에서 자동차의 제동 거리가 긴 이유. 계산기 포함.
빗면
빗면에서 중력의 분해, 비탈에서의 수직 항력, 마찰이 없을 때와 있을 때 썰매의 가속도, 물체가 미끄러지지 않고 서 있는 조건 tan α ≤ μₛ, 시험 문제를 단계별로 푸는 방법.
구심력
구심력 F = mv²/r = mω²r, 구심력이 새로운 종류의 힘이 아닌 이유, 줄에 매단 돌, 커브를 도는 자동차와 최대 속력, 경사진 커브, 달을 붙잡아 두는 힘. 계산기 포함.
관성력과 원심력
비관성 기준계와 관성력 −ma, 아무도 작용하지 않는 힘, 출발하는 열차 안의 인형, 엘리베이터 안에서 본 운동, 원심력과 회전 놀이 기구, 안에서 본 설명과 밖에서 본 설명을 섞으면 안 되는 이유.
운동학 예제
운동학 예제 13개와 풀이: 이동 거리와 변위, 평균 속력, 따라잡기, 가속도, 제동 거리, 자유 낙하, 운동의 합성, 원운동, 속도-시간 그래프 읽기.
동역학 예제
동역학 예제 13개와 풀이: 힘의 합성, 뉴턴 운동 법칙, 엘리베이터 안의 체중계, 화성의 중력, 충격량과 운동량, 마찰력, 미끄럼틀, 커브, 관성력, 눈길에서의 제동, 열차의 출발.