가속의 의미와 계산 방법

Table of Contents

1. 가속이란?
2. 가속과 속도의 관계
3. 가속을 계산하는 방법
4. 가속의 단위와 방향
5. 가속에 대한 중요한 개념들

가속이란? 💥

가속이란 무엇일까요? 가속은 우리가 흔히 인지하는 과정 중 한 가지입니다. 자동차나 버스, 오토바이를 탈 때, 정지한 차량이 엄청난 속도로 가속하는 순간 우리는 자리에서 뒤로 밀려나곤 합니다. 그리고 브레이크를 밟았을 때는 앞으로 밀려가거나, 급한 오른쪽 회전을 할 때 왼쪽으로 밀려납니다. 이 모든 상황에서 우리는 가속 상태에 있는 것입니다. 우리는 차량이나 이동 수단을 탈 때 이러한 상황을 모두 경험해본 적이 있을 것입니다. 간단히 말하자면, 속도가 변화할 때 우리는 가속 상태에 있는 것이라고 할 수 있습니다. 하지만, 가속이 정확히 무엇을 의미하는지에 대해 아직 정의하지 않았습니다. 방금 말했듯이, 속도가 변화할 때는 반드시 가속이 있을 것이라고만 말했습니다. 그렇다면 두 개의 예시를 들어볼까요?

가속과 속도의 관계 🏎️

첫 번째 예시로, 속도가 시속 80킬로미터로 일정한 속도로 직선으로 이동하는 자동차를 생각해봅시다. 그리고 두 번째 예시로, 속도가 시속 1,000킬로미터로 일정한 속도로 직선으로 이동하는 비행기를 상상해봅시다. 어느 경우에 가속이 발생할까요? 아예 발생하지 않을 것입니다! 두 경우 모두 속도가 전혀 변하지 않기 때문에 가속도 없이 이동하는 것입니다. 대부분의 사람들은 가속을 높은 속도와 관련시킵니다. 그러나 이는 분명히 틀린 것입니다! 가속은 속도가 변할 때만 존재합니다. 그렇다면 속도는 무엇이었는지 기억하십니까? 속도는 방향을 가진 속력으로, 벡터 량입니다. 이것이 왜 중요한지 아십니까?

가속을 계산하는 방법 🧮

가속은 속도의 변화율로 정의됩니다. 수식으로 표현하면 가속은 '속도의 변화량을 시간으로 나눈 것'이 됩니다. 어떤 물체의 속도가 초기값 U에서 최종값 V까지 시간 t 안에 변한다면, 가속도 'a'는 'V에서 U를 뺀 값'을 t로 나눈 것으로 표현할 수 있습니다. 여기서 더 확실하게 이해하기 위해 하나의 예를 살펴볼까요?

물체가 초기에 정지되어 있고, 오른쪽으로 이동하여 5초 동안 '초당 10미터'의 속도에 도달하면, 이 때 B 지점에서의 가속도는 어떻게 될까요? 답을 얻기 위해 수식을 살펴봅시다! 초기 속도 U는 정지되어 있으므로 0미터/초입니다. 최종 속도 V는 10미터/초입니다. 그리고 시간 t은 5초입니다. 따라서 가속도 a는 10미터/초에서 0미터/초를 빼고 5초로 나눈 값이 될 것입니다. 그러므로 이 값은 '2미터/초 제곱'이 됩니다. 가속은 벡터 량이기도 하다는 것을 기억하세요!

가속의 단위와 방향 📏

어떤 단위로 가속을 표현할까요? 이를 알기 위해 다음을 살펴봅시다. 가속의 단위는 '초당 미터'를 의미합니다. 왜냐하면 가속은 시간을 나눈 속도의 변화이기 때문입니다! 즉, 가속은 '미터/초'로 표현되며, 속도의 변화율이기 때문에 미터를 초로 나눈 값으로 표현됩니다. 이 단위가 조금 더 직관적이고 깔끔하다고 생각합니다. 따라서 이 예시에서의 가속은 '2미터/초 제곱'이 될 것입니다. 또한, 가속은 방향을 가지는 벡터 량이기도 합니다. 여기에서 가속과 속도는 동일한 방향을 가집니다.

가속에 대한 중요한 개념들 ✨

이외에도 가속에 대한 많은 중요한 개념이 있습니다. 이후 비디오에서 다룰 것입니다.