2023년 6월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 10번 해설

핵심 개념

수평 방향으로 던진 물체는 수평 방향으로는 등속 직선 운동을, 연직 방향으로는 자유 낙하 운동을 한다.

단서 따라가기

1. 낙하하는 동안 공기 저항 무시A와 B에 작용하는 힘은 중력뿐이고 방향은 모두 연직 아래이다(던진 방향과 무관) 보기 ㄱ (옳음)
2. 같은 높이에서 동시에 수평으로 던짐연직 방향으로는 처음 속도 0인 자유 낙하이므로 낙하 시간과 도달 순간 연직 방향 속력이 A와 B가 같다 보기 ㄴ (틀림 — 같음)
3. 수평 이동 거리 A: d, B: 3d수평 방향은 등속 운동이므로 수평 거리 = 수평 속력 × 낙하 시간, 낙하 시간이 같아 거리 비 = 속력 비 = 1 : 3 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄱ: 낙하하는 동안 A와 B에는 중력만 작용하므로 힘의 방향은 모두 연직 아래로 같다. 보기 ㄷ: 높이가 같으므로 낙하 시간 t가 같고, 수평 방향으로는 등속 직선 운동을 하므로 d = v_A × t, 3d = v_B × t → v_B = 3v_A이다. 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이고 정답은 ④이다. (ㄴ은 A와 B의 중력 가속도가 같고 낙하 시간도 같으므로 수평면에 도달하는 순간 연직 방향의 속력이 서로 같아 틀리다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

수평으로 던진 물체의 운동을 수평·연직 성분으로 나누어, 낙하 시간이 같다는 조건에서 수평 이동 거리로 처음 속력을 비교하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

운동을 수평 방향(등속)과 연직 방향(자유 낙하)으로 분리 → 높이가 같으면 낙하 시간·연직 속력이 같음을 확인 → 수평 거리 비로 처음 속력 비를 구함