01.철수가 백화점 1층에서 2층으로 올라가려고 한다. 이때 운행 중인 에스컬레이터를 타고 올라가는 경우 30초가 걸리고, 정지해 있는 에스컬레이터를 걸어서 올라가는 경우 20초가 걸린다고 한다. 만약 철수가 운행 중인 에스컬레이터를 타고 걸어서 올라가는 경우 걸리는 시간은?

① 8초	② 10초	③ 12초

④ 15초	⑤ 25초

02.그림의 A 지점에서 출발하여 B 지점까지 자전거를 타고 3 m/s의 속력으로 달린 후, 다시 B 지점에서 C 지점까지 4.5 m/s의 속력으로 달렸다.

A 지점에서 C 지점까지 이동하는 동안의 평균 속력은?

① 1.5 m/s	② 1.8 m/s	③ 2.5 m/s

④ 3.6 m/s	⑤ 5.4 m/s

03.그림은 A~C 세 사람이 1000 m 달리기를 할 때 시간에 따른 이동 거리를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

<보기>

ㄱ. A가 가장 먼저 도착하였다.

ㄴ. B는 달리는 도중에 잠깐 멈추었다.

ㄷ. 평균 속력이 가장 빠른 사람은 C이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

04.오른쪽 그림은 직선상을 운동하는 어떤 물체의 운동을 시간에 따른 이동 거리로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

<보기>

ㄱ. A 구간과 B 구간에서 속력은 같다.

ㄴ. B 구간의 속력은 8 m/s이다.

ㄷ. B 구간에서 물체가 받는 힘의 크기는 A구간의 2배이다.

05.그림과 같이 공이 수평면 위의 A 지점에서 B 지점을 지나 빗면 위의 C 지점에서 멈추었다.

이때 시간에 따른 공의 속력 변화를 옳게 나타낸 것은? (단, 마찰은 없다고 가정한다.)

06.오른쪽 그림은 직선상을 운동하는 물체의 위치를 점으로 찍어 기록한 종이테이프를 6타점 간격으로 잘라 차례대로 붙인 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?(단, 시간기록계는 1초에 60타점을 찍는다.)

① 속력이 일정한 운동이다.

② x축은 시간, y축은 속력을 의미한다.

③ 1타점이 찍히는 데 걸린 시간은 0.1초이다.

④ 운동 방향과 반대로 힘이 작용하였다.

⑤ 이동한 거리는 시간에 따라 일정하게 증가한다.

Ⅲ. 운동과 에너지

07. 연직 위로 던져 올린 공이 위로 올라갔다가 다시 바닥에 떨어질 때까지의 속력을 시간에 따라 나타낸 그래프로 옳은 것은?

①		②		③
④		⑤

08.그림 (가)는 무게가 10 N인 가방을 들고 빗면을 따라 10 m 높이까지 올라간 경우이고, 그림 (나)는 같은 가방을 들고 수평 방향으로 10 m 이동한 경우이다.

(가)와 (나)에서 사람이 가방에 한 일의 양을 옳게 짝 지

은 것은?

(가)       (나)           (가)        (나)

①  0         0         ② 50 J         0

③ 100J       0         ④  0         100J

⑤ 100J      100J

09. 현수는 학교 건물의 1층에서 3층까지 올라갈 때의 일의 양을 측정하기 위해 보기와 같은 사항을 조사하였다. 보기의 내용을 이용하여 현수가 한 일의 양을 구하는 식을 쓰시오.

<보기>

ㄱ. 계단 1개의 폭

ㄴ. 계단 1개의 높이

ㄷ. 자신의 몸무게

ㄹ. 학교 건물의 높이

ㅁ. 1층에서 3층까지 계단 수

ㅂ. 1층에서 3층까지 올라가는 데 걸린 시간

10. 그림 (가)는 위치 에너지를 측정하는 실험 장치를 나타낸 것이고, 실험에서 사용하는 추의 질량과 높이를 그림 (나)와 같이 변화시키면서 추를 낙하시켰다.

나무 도막의 이동 거리가 가장 긴 경우는?

① A	② B	③ C

④ D	⑤ E

11. 그림은 마찰이 없는 책상 위에서 수레의 질량과 속력을 달리하여 자와 충돌시키는 실험을 나타낸 것이다.

질량이 2 kg인 수레를 사용하여 실험을 하였을 때, 수

레의 운동을 기록한 종이테이프가 그림과 같았다.

자에 작용하는 마찰력의 크기는?(단, 시간기록계는 1초에 60타점을 찍는다.)

① 10 N             ② 20 N          ③ 30 N

④ 40 N             ⑤ 50 N

정답과 해설

III. 운동과 에너지

1. ③   2. ③    3. ④    4. ㄴ  5. ②   6. ②   7. ②   8. ③   9. 일의 양=ㄴ×ㄷ×ㅁ    10. ④   11. ②

01. 1층과 2층 사이의 거리를 s라고 하면, 걸어서 올라갈 때의 속력 = [eqn: {s} over {30}], 에스컬레이터로 올라갈 때의 속력 = [eqn: {s} over {20}]이다. 따라서 에스컬레이터를 타고 걸어서 올라갈 때의 속력 = [eqn: {s} over {30}] + [eqn: {s} over {20}] = [eqn: {s} over {12}]이므로 걸린 시간 = s ÷ [eqn: {s} over {12}] = s × [eqn: {12} over {s}] = 12(초)이다.

02. A 지점에서 B 지점까지 걸린 시간 = [eqn: {90`m} over {3`m/s}] = 30 초, B 지점에서 C 지점까지 걸린 시간 = [eqn: {90`m} over {4.5`m/s}] = 20 초이다. 따라서 총 걸린 시간은 50초이므로 평균 속력 = [eqn: {90`m+90`m} over {50`초}] =3.6 m/s이다.

03. ㄱ, ㄷ. 1000 m 지점에 도착하기까지 걸린 시간이 가장 짧은 것은 A이므로 A가 가장 먼저 도착한다. 같은 거리를 이동할 때 평균 속력은 걸린 시간에 반비례하므로 A가 가장 빠르다.

ㄴ. B는 이동 거리가 일정한 구간이 있으므로 달리는 도중에 잠깐 멈추었다.

04. ㄱ, ㄴ. A 구간 속력 = [eqn: {20`m} over {5초}] = 4 m/s, B 구간 속력 = [eqn: {60`m-20`m} over {10초-5초}] = 8 m/s

ㄷ. A, B 구간의 속력은 일정하므로 물체가 받는 힘은 0이다.

05. A 지점에서 B 지점까지는 공에 작용하는 힘이 없으므로 등속 운동을 하고, B 지점에서 C 지점까지는 운동 반대 방향으로 힘을 받으므로 속력이 점점 느려진다.

06. ① 속력이 일정하게 증가하는 운동이다.

③ 점 하나를 찍는 데 걸리는 시간은 [eqn: {1} over {60}]초이다.

④ 속력이 증가하므로 운동 방향과 같은 방향으로 힘이 작용한다.

⑤ 이동 거리가 시간에 따라 일정하게 증가하는 경우는 속력이 일정할 때이다. 주어진 자료는 속력이 일정하게 증가하는 경우이므로 이동 거리가 증가하지만 시간에 비례하여 증가하지는 않는다.

7. 위로 던져 올린 공은 최고점에 도달할 때가지는 운동 방향과 반대 방향으로 일정한 힘을 받으므로 속력이 일정하게 감소한다. 최고점에서 속력은 0이 되고, 다시 낙하하면서 운동 방향과 같은 방향으로 일정한 힘을 받아 속력이 일정하게 증가한다.

8. (가)는 일의 양 = 10 N × 10 m = 100 J이고, (나)는 힘의 방향으로 이동한 거리가 0이므로 일의 양은 0 J이다.

9. 계단을 올라간 일 = 몸무게 × 올라간 높이 ( = 계단 1개의 높이 × 계단 수)이다.

10. 나무 도막의 이동 거리가 가장 긴 경우는 위치 에너지가 가장 큰 추가 떨어졌을 때이다. 위치 에너지는 질량과 높이의 곱에 비례하므로, 질량×높이의 값이 가장 큰 D가 낙하할 때 나무 도막의 이동 거리가 가장 길다.

11. 시간기록계가 1초에 60타점을 찍으므로, 충돌 전 10 cm 구간에서 걸린 시간 = [eqn: {1} over {60}]× 6 =0.1(초)이다. 즉, 수레는 0.1초 동안 0.1 m 이동하였으므로 수레의 속력은 1 m/s이다. 따라서 수레의 운동 에너지는 [eqn: {1} over {2}] × 2 kg × ( 1 m/s )2 = 1 J이며, 이는 자를 5 cm만큼 이동시키는 일로 전환되었다. 따라서 1 J = 마찰력 × 0.05 m에서 마찰력 = 20 N이다.