벡터를 활용한 2차원 등가속도 운동 풀이 (3) 가속도 벡터의 활용
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안녕하세요.
이번에는 가속도 벡터 마지막 편을 들고 나왔습니다.
저번 편에서 가속도 벡터를 포물선 운동에 적용하는 법을 배워 봤는데요, 이번 편에서는 일반적인 2차원 운동에 적용해 볼 것입니다. 역시, 주목해야 될 식은 동일합니다.
변위 벡터를 구할 때, 속도 변위 벡터(첫 번째 항)와 가속도 변위 벡터(두 번째 항)으로 분해하는 건 똑같습니다.
저번 편에서 언급했듯이 문제 풀이에 도움이 되는 특별한 상황들이 있는데요,
(1) 한쪽 성분 속도가 0이 되는 경우가 나올 때
(2) 한쪽 성분 속도가 초기의 정반대로 나올 때
이렇게 두 가지가 있습니다. 포물선으로 따지면 y축 속도 성분만 변화하므로 (1)은 최고점, (2)는 낙하점으로 볼 수 있겠네요.
(1)의 경우 해당 성분의 (총 변위) : (속도 변위 벡터) : (가속도 변위 벡터) = 1: 2: 1입니다. (2)의 경우, (총 변위) : (속도 변위 벡터) : (가속도 변위 벡터) = 0: 1: 1입니다. 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.
이제는 일반적인 2차원 운동에 적용하므로, 가속도 벡터도 x축 성분, y축 성분 모두 다 가지겠죠? 필요시 이 벡터 성분들을 알맞게 분해해서 문제에 활용하시면 됩니다. 기출에 적용해 봅시다.
220619입니다.
벡터를 활용한 풀이는 다음과 같습니다.
일단 가속도 끄고 직선상에서 만난 다음 검정색 벡터간의 길이비를 구하면 되겠죠.
그런데 A의 운동이 x축 성분에서 보면 (1)의 상황에 해당하기에, 길이 비율 쓰면 저 만나는 점의 x좌표를 구할 수 있습니다.
따라서 v: V = 4: 1, 답 1입니다.
핵심을 말씀드리자면,
"x축, y축 성분별로 벡터를 잘 분해해서 (1), (2)의 상황에 해당하는 것이 있는지 잘 찾고, 상황을 적용시켜 본다."
가 되겠네요.
주의할 사항으로는, 상황이 조금이라도 복잡하게 흘러갈 것 같으면 평균 속도를 활용한 정석 풀이를 추천드립니다.
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