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출처 친절한 과학
사전 수학

속도 가속도

다른 표기 언어 velocity ・acceleration , 速度・ 加速度

점 P가 수직선 위를 움직이고 있을 때, 시각 t에서의 점 P의 좌표를 s라 하면 s는 t의 함수다. 이 함수를 s=f(t)라고 하면 시각이 t에서 t+Δt까지 변할 때의 점 P의 위치의 변화량 Δs는 Δs=f(t+Δt)-f(t)이다. 이때 시각의 변화량에 대한 위치의 변화량의 비수식를 시각 t에서 t+Δt까지의 평균 속도라 하고, 시각 t에서의 s의 순간변화율 수식를 점 P의 시각 t에서의 순간속도 또는 속도(速度, velocity)라고 한다. 또 속도의 크기를 점 P의 시각 t에서의 속력이라 하고, 기호 |v|로 나타낸다.

가속도는 시간에 따른 속도의 변화량이다. 시각이 t에서 t+Δt까지 변할 때, 점 P의 속도의 변화량 Δv는 Δv=v(t+Δt)-v(t)이다. 이때 시각의 변화량에 대한 속도의 변화량의 비 수식를 시각 t에서 t+Δt까지 점 P의 평균가속도라 하고, 시각 t에서의 속도 v의 순간변화율 수식를 점 P의 시각 t에서의 가속도(加速度, acceleration)라고 한다. 간단히 말해 위치를 미분하면 속도고, 속도를 미분하면 가속도다.

수직선 위를 움직이는 점 P의 시각 t에서의 좌표가 s=f(t)일 때, 점 P의 속도를 v, 가속도를 a라 하면
v=이미지=f'(t), a=이미지

v=f´(t)의 부호는 점 P의 운동 방향을 나타낸다. v>0인 구간에서 x=f(t)는 증가하므로 점 P의 운동 방향은 양의 방향이고, v<0인 구간에서 x=f(t)는 감소하므로 점 P의 운동 방향은 음의 방향이다. 수직선 위를 움직이는 점 P의 시각 t에서의 위치가 x=t2-3t일 때, t=1에서의 점 P의 속도와 점 P가 운동 방향을 바꿀 때의 시각을 구해보자. 점 P의 속도 v=이미지=2t-3이므로 t=1일 때, v=-1이다. 운동 방향을 바꾸는 순간의 속도는 0이므로 v=2t-3=0, t=수식이다.

가속도 a=이미지=2이다.

가속도

가속도는 벡터의 양이라 방향과 크기의 값이 있다. 속도가 위치의 변화율인 것과 같이, 가속도는 시간에 대한 속도의 변화율이다. 즉, 가속도가 양수면 속도가 증가, 가속도가 음수면 속도가 감소, 가속도가 0이면 속도가 변하지 않음을 뜻한다.

진행 방향과 속도가 있는 자동차는 가속도를 설명하기에 적합하다. 속도, 가속도가 모두 양수이면, 진행 방향으로 더 빨라지는 것이고, 속도, 가속도가 모두 음수이면 진행 방향의 반대 방향으로 가고 있지만 속도가 점점 줄어들고 있는 것이다. 또한 속도는 양수인데 가속도가 음수이면 진행 방향으로 가고 있지만 속도는 점점 줄어들고, 속도는 음수인데 가속도가 양수이면 진행 방향의 반대 방향으로 더 빠르게 움직이고 있는 것이다.

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참고

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조윤희 집필자 소개

강원대학교 수학과를 졸업하고 교직에 몸담아 왔다. 부원고등학교, 효양중학교를 거쳐 현재 경기도 이천의 이현고등학교에 재직하고 있다. 학교에서 학생들에게 수학을 가르치면서 수학이 단지 암기과목, ..펼쳐보기

출처

친절한 과학사전 수학 편
친절한 과학사전 수학 편 | 저자조윤희 | cp명북카라반 전체항목 도서 소개

『친절한 과학사전 수학 편』은 과거 수학자들의 대단한 역할을 소개하고, 이런 과정 속에서 수학이 우리의 삶에 어떠한 영향을 미치는지를 재미있고 친절하게 소개했다. 수학..펼쳐보기

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[Daum백과] 속도 ・ 가속도친절한 과학사전 수학 편, 조윤희, 북카라반
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