등속직선운동

등속 직선 운동 (Uniform rectilinear motion)은 물체가 일정한 속력으로 직선 경로를 따라 움직이는 가장 단순한 형태의 운동이다. 이는 물체에 작용하는 알짜힘이 0이거나, 작용하는 힘이 없기 때문에 가속도가 0인 상태에서 발생한다.

정의:

등속 직선 운동은 다음의 조건을 만족하는 운동이다.

• 일정한 속력: 물체의 속력은 시간에 따라 변하지 않고 일정하게 유지된다.
• 직선 경로: 물체의 이동 경로는 직선이다.

특징:

• 가속도 0: 속도가 변하지 않으므로 가속도는 0이다. 이는 뉴턴의 운동 법칙에 따라 알짜힘이 0임을 의미한다.
• 등속도 운동: 속력과 방향이 모두 일정하므로 등속도 운동이라고도 한다.
• 간단한 운동 방정식: 시간, 속력, 이동 거리 간의 관계가 매우 단순하게 표현된다. (이동 거리 = 속력 × 시간)
• 관성 운동의 한 형태: 외부 힘이 작용하지 않을 때 물체가 원래의 운동 상태를 유지하려는 관성의 법칙이 적용되는 대표적인 예시이다.

운동 방정식:

등속 직선 운동에서 시간 (t), 속력 (v), 이동 거리 (s) 사이의 관계는 다음과 같이 표현된다.

• s = vt (s: 이동 거리, v: 속력, t: 시간)

예시:

• 마찰이 없는 수평면 위에서 일정한 속력으로 움직이는 물체
• 우주 공간에서 추진력을 받지 않고 일정한 속도로 날아가는 물체

참고: 실제 세계에서는 완전히 이상적인 등속 직선 운동을 관찰하기는 어렵다. 마찰, 공기 저항 등의 외부 요인으로 인해 속력이 약간씩 변할 수 있기 때문이다. 하지만 이러한 요인들을 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정하면 등속 직선 운동은 물체의 운동을 분석하고 이해하는 데 유용한 모델이 된다.