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Rinoa12 [948965] · MS 2020 (수정됨) · 쪽지

2021-05-27 07:06:25
조회수 1,702

2016 물리 수능 19

게시글 주소: https://orbi.kr/00037751676




이 문제는 뭔가 풀이법이 속력과 시간의 그래프를 그려서, 접근 한다는거 자체가 조금 신선하다고 생각이 든다. 

B1-95문제의 경우 ㄷ번 보기를 물어보고 있는데, 


우선, ㄱ은 높이차가 같으므로, 중력이 한일은 같고, 그 중력이 한일만큼 모두 운동에너지로 전환되므로, 운동에너지 “변화량” 은 같다. 


딱히 물체가 중간에 회전을 하는 회전을 하여, 회전운동에너지로 일부 빠지지도 않고, 오직 병진운동만 하므로, 중력의 위치에너지가 전부 운동에너지로 전환되고, 빗탈길에 마찰도 없으므로, 열이나 소리 에너지로 손실되는 경우도 없어서, ㄴ 도 맞고, 


ㄷ 보기는 조금 풀이가 살짝 독특하다고 생각되었다. 


만약에, ㄷ이 한번 맞다고 생각하고 풀어보자. 


A와 B의 역학적에너지가 같다는 말은, 역학적 에너지의 처음과 나중은보존되므로, 지면에서의 A와 B의 속력이 같으므로, 역학적 에너지가 같고, h높이에서의 위치에너지도 동일하고, 문제 에서는 동시에 “통과” 를 했다고 이야기 하므로, 높이 h에서도. 두 물체의 속력이 같아야 한다.


그리고, h높이에서늬 물채가 내려올때, 속력과 시간 그래프를 대충 한번 그려보면. 내가 그린것처럼 나온다. 


t가 0초 시점에서 두 물체의 속력은 정확히 일치하고, 처음 그애프는 B의 경우는 경사가 급하므로, 더 큰 가속도 = 더큰힘 을 받으므로, 


가속도의 기울기는 급하고, 중간 거리 시점에서는 가속도의 기울기는 완만해지고. A도 이와 마찬가지이다. 


확실한거는 정확히 가속도가 얼마인지도 모르고, 거리는 중간이지만. 어느 시간 시점에서. 가속도를 정확하게 크게 받는지 어떠한 정보도 없는 상태에서, 무작정 이런 그림을 그리는거는 솔직히 즐거운 기분은 아니지만, 일단 그려보면, 한가지는 확실해 진다. 


문제에서. 주어진 조건데로, 지면에, 수평면에 동시에 도달하므로, 같은시간에 도착 했다는 정보가 있므므로. 시작 속력 같고, 동시에 도착했다는 정보 두가지를 고려하여, V/t 그래프에서 면적은 이동거리 이므로,


문제 조건에 따라 이동거리도 같다고 나오는데, 절대적으로, 면적이 같을수가 없다고 이야기 하고, 내가 그린 그래프의 파랑색 그림만 나왔는데, 저 그래프만 보면, 음. 대충 감? 으로 면적이 같지 않아 보이고, 

면적이 같지 않다는거는 문제 조건의 이동거리가 같다는 거에 모순이므로, 처음에 ㄷ 보기를 맞다도 전제한 사실이 틀리게 된다. 


그런데. 감? 으로 물리문제 푸는게 좀 껄쩍지근할때는, 한번 무한대로 보내보면, 정확하게 알수 있다. 


문제는 각 각도의 조건을 주어져있고, 저 조건만 맞으면, 경사가 좀 달라도 괜찮다는 말이니깐, 물체 A가 있는 각도는 90도에 가깝게, 꺽어주고, B가 있는 지면의 각도는 270도에 가깝게 꺽어준다. 


이렇게 봐도. 이동거리가 명확하게 여전히 같음을 확인할수 있고, 


이때, 속력 시건 그래프를 그려보면, 각각 A와 B에 해당하는 그래프는 빨간색 그래프가 된다. 


물리적으로 해석해보면, A의 경우는 처음에 급경사 이니 겁나 빠른 시간안에 각도 꺽이는 지점에 도착하고, 그다음은 거의 평면이니, 거의 수십만년동안 굴러가서, 최종적인 지면에 도달할거고, B의 경우는 처음에, 거의 평지이니 수십만년 걸려서. 꺽이는 지면에 도달하고, 바로 즉각적으로 각도 꺽이는 지점에서 순식간에 지면에 도달할것이다. 


이런 조건도 마찬가지로, 같은 거리 조건 만족하고, 각도조건 만족하고,어떠한 모순이 전혀 없다. 문제에서 주어진 조건 그대로, 착실하게

수행 하였고, 좀더 상황을 분명하게 보기위해서. 극단적인 두 조건으로 본 경우이다. 그러면, 면적이 B와 A 가 분명하게 다른 면적이고, 


면적이 다르다는 거는 이동거리가 같아야 하는데, 다르므로, 처음 조건과 위배된다. 그러면, 이동거리가 같아야 할려면, 한가지 경우의수 밖에없다. A의 초기속력이 B보다 크면, 두 면적이 같아지는 조건을 찾을수 있다. 그래서, ㄷ 보기는 틀렸다. 


마찬가지로, 교육청 문제에서 이 문제에서 조금더 응용형태의 문제가 이미 출제가 되어있는데, 이경우는 시시각각 가속도가 변하는 경우인데, B1-95번 처럼 곡면의 기울기를 직선의 두 기울기로 생각해서 직선을그어주고, 같은 원리로 분석을 해주면, 교육청 문제는 거리가 같으므로,


속력시간 그래프 에서, 지면에 도착할때, 이동거리가 다르다는게 명확하게 알수 있다. 구지 이문제는 앞선 문제처럼 무한대로 보내고 할 필요는 없는거 같다.


그리고, 마지막 피트 문제는 기존의 물리1 문제와 다른점은, 


이 경우는 수능 물리처럼 지면의 기울기를 곡선으로 주면서, 시시각각 변하는 가속도의 크기로 겁을 주지 않았고, 수능 물리처럼, 곡선을 각지게 줘서, 두 기울기로, 주지도 않았다. 피트 물리는 정말 착하게 곡선의 기울기도 같고, 물체가 이동한 거리도 ㄱ 과 ㄴ 번 보기에서 확인할수 있고, 이경우는 단순하게 회전운동에너지를 고려해서, 같은 지점에 도달했을때. 걸리는 시간을 물어보고 있다. 정성적으로 이야기 하면,


위치에너지가 전부 운동에너지로 전환되는게 아니라 일부 회전에너지로도 전환되기 때문에, 기울기의 가속도의 조건이 같은 상황에서도, 당연히, 병진운동에너지로 100프로 전환되지 않아서. 속력또한, (나)의 조건도 느려지고, 당연히 도착 시간도 더 걸리는 경우이다. 


그래서, ㄷ 보기가 틀린데,


내가 생각하기에는 수능 교육청과 수능 물리가 문제수준이 더 높고, 훨씬 압도적으로 고난도라고 생각이 든다. 


왜냐하면, 피트 물리는 그냥 회전운동에너지도 이렇게 관여한다를 보여주고 있다면, 수능 이나 교육청의 두 물리문제는 회전의 요소는 없지만,충분히 기울기를 곡면으로 주거나, 각진 기울기로 줘서, 난이도를 얼마든지, 올리면서, 출제 하기 때문이다. 


시험 범위 하고, 문제 난이도는 확실히 전혀 관련성이 없다고 생각이 든다. 여러모로, 이문제는 이렇게 생각도 하게 되어서, 내 기준에서 좀 특이하다고 생각이 들었다. 

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