등속직선운동(等速直線運動, uniform linear motion)은 물리학에서 물체가 일정한 속력과 일정한 방향, 즉 일정한 속도로 운동하는 것을 이르는 개념이다. 등속력직선운동 또는 등속도운동이라고도 한다.
정의 등속직선운동은 물체에 작용하는 알짜힘이 0이고, 속도의 크기(속력)와 방향이 모두 변하지 않는 운동이다. 속도가 일정하므로 가속도는 0이다. 운동 속력이 변하거나 방향이 바뀌는 경우는 등속직선운동에 해당하지 않는다.
수학적 기술 속도가 v인 물체가 Δt 시간 동안 등속직선운동을 할 때, 변위 s는 다음과 같이 표현된다.
s = v Δt
이는 중학교 수학에서 다루는 '거리 = 속력 × 시간'의 관계와 동일하다. 등속직선운동에서 평균 속도와 순간 속도는 항상 같다.
그래프적 표현
- 위치-시간 그래프: 일차함수(직선) 형태를 띠며, 기울기가 일정할수록 속도가 빠르다.
- 속력-시간 그래프: 상수함수 형태로, 시간축과 평행한 직선이다. 그래프의 밑넓이는 이동 거리를 의미한다.
- 가속도-시간 그래프: 가속도가 0이므로 그래프는 0의 값을 나타낸다.
현실에서의 적용 실제 자연 환경에서는 마찰력, 공기 저항, 지구의 자전 및 공전 등 여러 외력이 존재하므로 완전한 등속직선운동은 일어나기 어렵다. 그러나 등속직선운동은 물리학 학습의 가장 기초적인 운동 모델로서, 이후 등가속도 운동, 에너지 및 운동량 분석 등 심화 과정을 이해하기 위한 선행 개념으로 중요하게 다루어진다. 에스컬레이터, 컨베이어 벨트, 무빙워크 등이 등속직선운동에 가까운 실생활 예시로 제시된다.
