2023년 6월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 7번 해설

핵심 개념

공기 저항이 없을 때 자유 낙하하는 물체는 질량과 관계없이 같은 중력 가속도로 운동하며, 중력의 크기는 질량에 비례한다.

단서 따라가기

1. A 5 kg, B 1 kg중력의 크기 = 질량 × 중력 가속도(mg)이므로 질량이 5배인 A에 작용하는 중력이 5배 크다 보기 ㄱ (A > B)
2. 같은 높이에서 동시에 가만히 놓음, 공기 저항 무시두 물체 모두 중력 가속도 g로 자유 낙하하므로 같은 높이를 떨어지는 데 걸리는 시간이 같다 보기 ㄴ (A = B)
3. 가속도 = 단위 시간 동안 속도 변화량A와 B의 가속도는 모두 g(약 9.8 m/s²)로 같으므로 1초마다 속도가 같은 양만큼 증가한다 보기 ㄷ (A = B)

정답 근거

보기 ㄱ: 중력의 크기는 질량에 비례(F = mg)하므로 5 kg인 A에 작용하는 중력이 1 kg인 B보다 크다. 따라서 A가 B보다 큰 물리량은 ㄱ뿐이고 정답은 ①이다. (A와 B는 같은 중력 가속도로 운동하므로, 같은 높이에서 떨어지는 시간(ㄴ)과 단위 시간 동안 속도 변화량의 크기(ㄷ)는 서로 같다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

자유 낙하에서 질량에 비례하는 물리량(중력)과 질량과 무관한 물리량(가속도, 낙하 시간)을 구별하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

물체에 작용하는 힘(중력 = mg)과 가속도(= g)를 구분 → 질량에 비례하는 양과 질량과 무관한 양(가속도, 시간, 속도 변화)을 나누어 비교