2024년 9월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 12번 해설

핵심 개념

힘-시간 그래프 아래 면적은 충격량이고, 충격량은 운동량의 변화량과 같으며, 같은 충격량에서 충돌 시간이 길수록 받는 힘이 작다.

단서 따라가기

1. (다) P는 짧은 시간에 큰 힘, Q는 긴 시간에 작은 힘글러브를 뒤로 빼면 공이 멈출 때까지 걸리는 시간이 길어져 힘의 크기가 작아진다 → Q = (나), P = (가) 보기 ㄱ (틀림 — Q는 (나))
2. 그래프와 시간 축이 만드는 면적이 P와 Q가 같음힘-시간 그래프의 면적은 충격량이다 → 두 경우 글러브에 작용한 충격량의 크기가 같다 보기 ㄴ (옳음)
3. 공이 글러브에 닿는 순간부터 정지할 때까지충격량 = 운동량의 변화량이고 나중 운동량이 0이므로, 충격량의 크기가 처음 운동량의 크기와 같다 → 처음 운동량도 같다 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄴ: (다)에서 그래프와 시간 축이 만드는 면적은 충격량이며 P와 Q가 같으므로, 충돌하는 동안 글러브에 작용한 충격량의 크기는 (가)와 (나)에서 같다. 보기 ㄷ: 충돌하는 동안 야구공의 운동량의 변화량의 크기는 충격량의 크기와 같고, 공은 정지하므로 나중 운동량은 0이다. 따라서 글러브에 닿기 직전 야구공의 운동량의 크기도 (가)와 (나)에서 같다. 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이므로 정답은 ④이다.

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

힘-시간 그래프의 모양과 면적을 해석해 충돌 시간·힘·충격량을 구분하고, 충격량과 운동량 변화량의 관계를 실제 상황에 적용하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

힘-시간 그래프에서 충돌 시간과 최대 힘을 비교해 상황과 짝짓기 → 면적으로 충격량 비교 → 충격량 = 운동량의 변화량으로 처음·나중 운동량 판단