3. 운동학의 스포츠 적용

선운동의 운동학적 분석.

1)거리 - 물체가 두 지점을 얼마나 멀리 움직였는지를 나타내는 양. 스칼라양

2)변위 - 두 지점을 잇는 최단거리(직선거리의 길이와 방향), 벡터양

속력과 속도

1)속력 - (1) 물체가 얼마나 빠르게 움직이고 있는가를 나타내는 양

            (2) 스칼라양 (3) 속력(v) = 이동거리(s) / 시간(t)

            (4) 단위 : m/s, m/min, km/h 등 (5) 평균속력 : 총 걸린 시간 동안 이동한 총거리

 

2)속도 - (1) 물체가 그 위치를 변화하는 비율

            (2) 벡터양 (3) 속도(v) = 변위(d) / 시간(t)

            (4) 단위 : m/s, m/min, km/h 등 (5) 평균속도 : 총 걸린 시간 동안 위치가 변화한 정도.

 

가속도

1)운동의 가속도

(1)가속도 : 속도의 변화율, 시간의 변화에 따른 속도의 변화 정도

(2)가속도 = 속도변화 / 시간변화, 속도변화 = 나중속도 - 처음속도

(3)처음속도 < 나중속도 = 양(+) 의 수

(4)처음속도 > 나중속도 = 음(-)  의 수

(5)양의 가속도 값이 반드시 속도의 증가를 의미하는것은 아님

(6) 속도가 일정한 경우, 가속도는 0

(7) 등가속도 운동 : 물체의 가속도가 일정한 운동.

 

2)중력가속도

(1)중력가속도 : 중력에 의하여 일정하게 발생하는 가속도

(2)음의 방향(-) 으로 9.8m/s^2의 비율로 가속

(3)대표적인 등가속도 운동.

 

투사체 운동(포물선 운동)

1)투사체 운동

(1)투사체 : 어떤 힘에 의하여 공중으로 던저진 물체

(2)수직성분 : 중력의 영향을 받음, 투사체의 최대 높이 와 연관 , 수직방향은 등가속도 운동

(3)수평성분 : 공기저항의 영향을 받음, 투사체가 날아간 거리와 연관, 수평방향은 등속도 운동.

 

2)투사체 운동에 영향을 미치는 요인

(1)중력 : 수직성분에 영향을 미치는 주요인, 지구의 표면을 향해 수직으로 물체를 가속시킴.

(2)공기저항 : 수평성분에 영향을 미치는 주요인

(3)투사각도 : 투사궤도의 모양을 결정, 투사체의 수평 및 수직변위에 영향

(4)투사속도 : 투사체 궤도의 크기와 길이를 결정(수평길이와 투사높이)

(5)상대투사높이 : 물체가 최초로 투사되었을때와 지면에 도달했을 때 높이의 차이

                       투사속도가 같다면, 상대투사높이가 높을수록 비행시간이 더 길어짐.

 

3)적정한 투사 조건

(1)투사속도의 최대화

(2)적정투사각 - 상대투사높이 0인경우 : 45도로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출 에외) 멀리 뛰기

                     상대투사높이 0보다 큰 경우 : 45도 보다 낮은 각도로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출

                     상대투사높이 0보다 작은 경우 : 45도 보다 높은 각도로 던질 때 최대의 수평이동거리 창출

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각운동의 운동학적 분석

1)각운동 : 물체의 질량중심을 벗어난 방향으로 힘이 작용할 때 일어남.

2)고정된 축을 중심으로 일어나는 회전운동.

3)스칼라양 4)단위 : 쎄타(theta)

 

각거리와 각변위

1)각거리 (1)고정된 축으로부터 연결된 2개의 점이 특정 시간 동안 움직인 전체 각도

            (2)스칼라양

2)각변위 : 처음 위치와 마지막 위치의 지점간 예각.

 

각속력과 각속도

1)각속력

(1)각속력 = 각거리/시간 (2)스칼라양 (3)단위는 : '/s (4)항상 양의 값을 가짐

2)각속도

(1)시간에대한 각변위의 변화율, 문자로 오메가를 사용 (2)각속도 = 각변위/시간

(3)벡터양 (4)단위:'/s

 

운동 상황에서 선속도와 각속도와의 관계

1)운동 상황에서 물체의 이동속도를 높이기 위해서는 회전운동을 증가시켜야함.

2)평균 각속력의 크기는 각거리와 관련이 있음

3)평균 속력의 크기는 반지름의 값과 비례함

4) 선속도 = 반지름 x 각속도