2026년 9월 고1 학평 통합과학 19번 해설

핵심 개념

물체가 받은 충격량은 운동량의 변화량과 같고, 평균 힘과 충돌 시간의 곱과 같다.

단서 따라가기

1. 벽으로부터 받은 충격량의 크기는 A와 B가 같다충격량 = 운동량 변화량이므로 운동량 변화량의 크기도 A와 B가 같다 보기 ㄱ (틀림 — 같음)
2. (나) A는 t₀~3t₀, B는 t₀~2t₀ 동안 속력이 0으로 줄어듦충돌 시간은 A 2t₀, B t₀이고, 평균 힘 = 충격량 ÷ 충돌 시간이므로 충격량이 같으면 충돌 시간이 긴 A의 평균 힘이 작다 보기 ㄴ (옳음)
3. 충돌 전 속력 A 4v, B 3v → 충돌 후 모두 0운동량 변화량 = 질량 × 속도 변화량이 같으므로 m_A × 4v = m_B × 3v → 속도 변화량이 큰 A의 질량이 작다(m_A : m_B = 3 : 4) 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄴ: 충격량 = 평균 힘 × 충돌 시간이다. (나)에서 충돌 시간은 A가 3t₀ − t₀ = 2t₀, B가 2t₀ − t₀ = t₀이다. 충격량을 I라 하면 평균 힘은 A가 I/(2t₀), B가 I/t₀이므로 A가 B보다 작다. 보기 ㄷ: 충격량 = 운동량 변화량 = 질량 × 속도 변화량이다. A는 4v에서 0으로, B는 3v에서 0으로 정지하므로 m_A × 4v = m_B × 3v이고, m_A : m_B = 3 : 4로 A의 질량이 B보다 작다. 따라서 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이고 정답은 ④이다. (ㄱ은 충격량이 같으므로 운동량 변화량의 크기도 같아 틀리다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

속력-시간 그래프에서 충돌 시간과 속도 변화량을 읽고, 충격량과 운동량 변화량의 관계로 평균 힘과 질량을 비교하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

충격량 = 운동량 변화량임을 먼저 적용 → 그래프에서 속력이 줄어드는 구간으로 충돌 시간 읽기 → 평균 힘 = 충격량 ÷ 시간, 질량 = 운동량 변화량 ÷ 속도 변화량으로 비교