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솔의 눈 [952053] · MS 2020 · 쪽지

2020-02-28 17:14:41
조회수 1,470

[물리1 칼럼 첫번째] 물리의 꽃 : 고전역학

게시글 주소: https://orbi.kr/00028056485

(칼럼에 앞서)

제목 그대로 물리의 꽃은 고전역학입니다. 

수능에서도 꾸준히 킬러의 영역을 맡고 있고요, 20수능까지는 킬러가 고전역학, 역학적평형, 유체역학의 3가지였으나 개정 물리학1에선 뒤에 두개가 빠졌더군요..ㄷㄷ

그만큼 고전역학의 비중은 올라가겠죠^^ 그럼 시작해봅시다.

우선 고전역학에 관한 제 생각을 조금 적고, 그 관점에서 평가원 문제 풀이를 해볼게요^^


1. 고전역학 실력 키우기


(1) 처음 배울때, 역학이 익숙하지 않을때는 v-t 그래프를 많이 

      그려보자.

(2) 어느정도 베이스가 있는 상황에서는 v-t 그래프를 그리지 않고 

      등가속도운동 공식 3가지만을 사용해서 최대한 문제를 풀어보자.

(3) 등가속도 공식 3개를 자유자재로 사용할 수 있게 되면, 

      모든 역학 문제를 의 관점에서 1번,

      의 관점에서 1번, 총 2번을 풀어보자.


(4) 최종목표는, v-t 그래프를 그리지 않고도 물체의 운동이 머릿속에       그려지고, 위에서 언급했던 2개의 관점 모두에서 그 운동을 

      분석할 수 있는 것이다.


2. 많은 사람들이 물어보는 vs


"자기가 편한걸 하는게 맞다", "그냥 개인 성향차이다" 라는 말을 많이 들으실겁니다. 음...


제가 생각하는 장단점을 말해보자면, 

v-t 그래프는 물체의 운동을 시각적으로 나타낸 것이기 때문에 물체의 운동을 파악하기에 편하다. 반면 등가속도 공식으로 문제를 풀다보면 '내가 뭐하고 있었지? 이제 뭐 구해야되지?' 라는 생각이 들면서 문제풀이의 방향을 잃어버릴 때가 있다. 

(그래서 처음 배울때는 그래프를 이용하는게 편하죠ㅎㅎ 이때는 v-t 그래프를 많이 그려가면서라도 등가속도운동에 익숙해지셔아합니다)


대신, 등가속도운동 공식을 이용한 풀이가 빠르다. 다만! v-t 그래프를 그리지 않고도 물체의 운동이 완벽하게 파악이 된다는 가정하에 빠르다. 이 가정이 무너지면 위에서 언급한 '풀이 중에 방향을 잃어버리는' 문제가 발생한다.


둘중에 뭘 선택하라고 강요하지는 않겠지만, 대신 v-t 그래프를 주로사용하더라도 v-t 없이 문제를 풀 수 있어야합니다. 


진짜 v-t 가 좋고 편해서 v-t 를 사용하는 경우도 있지만, v-t 그래프를 주로 사용하는 학생들의 대부분은 v-t 를 그리지 않고는 물체의 운동이 머릿속에 잘 안그려지고 등가속도운동 공식만으로는 킬러 문제를 못풀기 때문입니다.


이런 이유로 1-(1), 1-(2)를 적은 것입니다.


3. 일과 에너지, 역학적 에너지 보존을 이용한 풀이


v-t 그래프나 등가속도운동 공식만을 이용할 때보다 물체의 에너지

(운동에너지, 퍼텐셜에너지, 역학적 에너지) 를 같이 고려할 때 훨씬 계산이 간단하고 문제가 빨리 풀릴때가 많아요.


문제에서 "이 문제는 일과 에너지의 관점에서 물체의 운동을 파악하는게 편하다" 는걸 대놓고 알려주지는 않습니다. 본인이 연습을 할때 등가속도 공식을 이용해서 풀었더라도 일과 에너지의 관점에서도 한번 접근해보는, 혹은 그 반대의 노력들을 해보는것이 중요합니다.


두 관점 모두 매우 익숙해져서 한 문제 안에서도 두가지를 모두 생각하고 계시면서 상황에 따라 계산이 적은 쪽으로 계속 왔다갔다 하는게 최종목표라 할 수 있겠죠..?


저는 작년에 'Final Lecture : Space Time' 이라는 문제집을 3번 풀면서 실력이 많이 는 것 같습니다. 


그 문제집에 보면 이랑 가 part2, 

part3 이렇게 나눠져 있어요(part1 은 개념설명). 근데 제가 2, 3번째 풀때는 part2 에서도 일과 에너지의 개념을 적용한 풀이가, 오히려 part3 에서는 일과 에너지의 개념을 사용하지 않은 풀이가 쫌 보였어요. 


이런식으로 그 두 개를 다른 소단원이라 생각하지 마시고 상황에 맞게 섞어가며 푸는게 중요하다고 생각합니다.


이런 이유로 1-(3), 1-(4) 를 적은 것입니다.


다음 글부터는 2020 6평, 9평, 수능의 고전역학 킬러 문제들을 한번 풀어볼게요!







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