운동과 에너지

1. 운동과 속력

그림 2. A가 B로 향할 때의 이동 거리(빨간 선)와 변위(검은 선)

그림 1. 이동 거리와 변위
물리학에서 가장 기본이 되는 용어는 위치(location)와 운동(motion)이다. 물리학에서 물체의 상태는 물체의 위치가 얼마나 변했는지를 바탕으로 결정되는 경우가 많기 때문이다. 물체의 위치 변화를 통해 우리는 이동 거리(distance) 혹은 변위(displacement)를 알 수 있다. 먼저, 이동 거리(distance)란 물체가 실제 이동한 거리를 말하며 변위(displacement)란 두 지점 사이의 최단 거리를 의미한다. [그림 2]에서 보는 것처럼 A라는 남자가 B라는 여자를 향해 달려가고 있다고 하자. 이때의 속력()과 속도()를 구하면 다음과 같다.
그림 4. 시간에 따른 이동 거리 도표 및 시간에 따른 속력 그래프

그림 3. A, B, C의 위치 관계
위의 속력과 속도를 구하는 식으로부터 알 수 있듯이 속력은 단위 시간에 대한 이동 거리를 나타낸 것이고 속도는 단위 시간에 대한 변위를 나타낸 것이다. 하지만, 어떤 사람이든 물체든 영원히 일정한 속력 혹은 속도로 이동하지 않는다. 이에 등장한 개념이 바로 평균속력(혹은 속도)이다. 평균속력(혹은 속도)은 물…