원운동

구심력과 속력의 관계

물체가 원을 그리며 도는 원운동을 유지하기 위해 원의 중심 방향으로 작용하는 힘을 구심력이라고 합니다. 구심력의 크기는 물체의 질량과 속력의 제곱을 곱한 뒤 원의 반지름으로 나누어 구합니다.

1원운동 공식

2구심력 공식이 나오는 까닭

물체가 원 궤도를 따라 돌 때는 계속해서 운동 방향이 원의 중심 쪽으로 꺾여야 합니다. 물체의 속력이 빠를수록 방향을 급격하게 바꾸어야 하므로 더 큰 힘이 필요합니다. 따라서 구심력은 질량과 속력의 제곱에 비례하고 반지름에는 반비례하여 '질량 × 속력² ÷ 반지름'으로 나타납니다.

3원운동 계산에서 틀리기 쉬운 곳

• 구심력 공식을 계산할 때 속력을 제곱하지 않고 그대로 곱하여 계산 결과가 틀리는 실수를 자주 합니다.
• 구심력이 속력에 비례한다고 잘못 생각하여, 속력이 빨라질 때 구심력이 속력의 제곱에 비례하여 커진다는 점을 놓치기 쉽습니다.
• 반지름으로 나누어야 하는 식에서 반지름을 곱하는 등 곱셈과 나눗셈의 위치를 바꾸어 잘못 계산하기도 합니다.

4배우는 학년

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