d라이브러리

1. 만일 사람이 달리는 차에서 뛰어 내려야만 할 경우 가장 위험성이 적다고 생각되는 방법은?
① 등을 차의 뒷쪽으로하고 차의 앞쪽으로 뛰어내린다.
② 등을 차의 뒷쪽으로하고 차의 뒷쪽으로 뛰어내린다.
③ 등을 차의 앞쪽으로하고 차의 뒷쪽으로 뛰어내린다.

2. 책상 위에서 동전 A를 천천히 굴려서 책상끝에서 떨어뜨리게 하는 순간, 동전 B를 책상끝에서 수평방향으로 굴렸을때 어느 동전이 바닥에 빨리 떨어지겠는가?
① A동전이 빨리 떨어진다.
② B동전이 빨리 떨어진다.
③ 동전 A, B는 동시에 떨어진다.
 

3. 공기 중에서 유리구슬과 종이조각을 같은 높이에서 동시에 떨어뜨리면 유리구슬이 종이조각보다 빨리 떨어진다. 만일 진공속에서 이와같은 실험을 하면 어떻게 되겠는가?
① 유리구슬과 종이조각은 같이 떨어진다.
② 종이조각이 빨리 떨어진다.
③ 유리구슬이 빨리 떨어진다.

4. 높이 뛰기 선수가 지구에서 보다 달에서 더 높이 뛸 수 있는 이유는?
① 달에서는 지구에서 보다 사람의 몸무게가 작아지므로
② 달에는 운동을 방해하는 공기가 없으므로
③ 달에서는 지구에서 보다 사람의 질량이 작아지므로

5. 반경이 1 : 2인 속이 찬 쇠구슬이 두 개 있다. 작은 구슬을 가까스로 매달 수 있는 끈을 몇가닥을 쓰면 반경이 두배인 속이 찬 큰 구슬을 달아 매고 있을 수 있는가?
① 2가닥
② 4가닥
③ 8가닥

6. 앉은뱅이 저울에 물이 들어 있는 비이커가 놓여 있다. 여기에 돌을 끈에 매어 물속에 넣으면 저울 눈금은 전에 비하여 어떻게 되겠는가?
① 눈금 바늘은 그대로 있다.
② 눈금 바늘은 더 돌아간다.
③ 눈금 바늘은 덜 돌아간다.

7. 낚싯줄에 작용하는 힘이 3백뉴턴(N) 이상이 되면 끊어진다고 할 때 두 사람이 직선상의 반대방향에서 각각 2백N의 힘으로 당기면 그 줄은 어떻게 되겠는가?
① 끊어진다.
② 끊어지지 않는다.

(8~9) 그림과 같이 지구의 중심을 통과하는 구멍을 뚫는다고 가정하자(단, 지구는 구이고 밀도가 같다고 생각하자)
 

8. 물체의 무게가 가장 큰 곳은?
① A와 D
② B
③ C

9. 만일 어떤 물체를 A점에서 떨어뜨렸을 때 이 물체의 운동은?
① 지구 반대쪽에 도달할 때까지 계속 속도가 증가한다.
② 지구 중심에 이르러 정지한다.
③ 지구 중심까지 가는 동안은 속도가 증가하고 중심을 지나면 감소한다.

10. 그림과 같이 비행기가 원형궤도를 지구를 중심으로 등속 원운동할 때 비행기에 타고 있는 사람은 무중력 상태를 경험하게 된다. 그 이유는?
 

① 지구 중심으로부터 멀리 떨어져 있기 때문이다.
② 중력과 원심력이 비기기 때문이다.
③ 구심력이 작용하기 때문이다.

11. 그림은 물체에 작용하는 힘과 가속도의 관계를 알아보기 위한 실험에서 얻어진 그래프이다. 가속도와 힘사이에는 어떤 관계가 있다고 말할 수 있는가?
① 한 물체에 작용하는 힘이 클수록 가속도는 증가한다.
② 한 물체에 작용하는 힘이 클수록 가속도는 감소한다.
 

12. 그림과 같은 충돌구 장난감에서 오른쪽 충돌구 4개를 당겼다 놓으면 왼쪽 충돌구는 몇개가 튀어나가겠는가?
① 1개
② 2개
③ 3개
④ 4개
 

13. 사람이 높은 곳에서 떨어질 때 시멘트 바닥에 떨어지면 크게 다친다. 그런데 스폰지 위에 떨어지면 어떻게 될까?
① 크게 다친다.
② 죽는다.
③ 별로 다치지 않는다.

14. 긴 막대에 아래 그림과 같이 3개의 실을 매달았다. A와 C의 실의 길이는 서로 같다. B의 실의 길이가 가장 길다. A의 실에 10g짜리 추를 B와 C의 실에는 5g짜리 추를 매달아서 진자를 만들었다. 영철이는 진자가 한번 왕복하는데 걸리는 시간이 실의 길이와 관계가 있는가를 조사하려 했다. 이 실험을 하기 위해서는 어느 진자를 사용하면 될까?
① 진자 A와 C
② 진자 B와 C
③ 진자 A B C
④ 진자 B만
 

15. 철수는 농구공에 공기를 많이 넣어 압력을 크게 할수록 높이 튀어 올라갈 것으로 생각했다. 이것을 확인하려면 어떻게 하면 되겠습니까?
① 같은 높이에서 힘의 크기를 다르게 하여 튕겨 본다.
② 같은 높이에서 공기의 압력이 다른 공을 각각 튕겨 본다.
③ 공기의 압력이 같은 공을 수평면과 각각 다른 각도로 튕겨 본다.
③ 공기의 압력이 같은 공을 각각 다른 높이에서 튕겨 본다.

정답

1. (2) 뒤쪽으로 등을 돌린채 앞을 보고 뒤로 뛰어내리는 방법이 가장 위험성이 적다. 왜냐하면 관성의 법칙에 의해 우리 몸이 얻은 속도가 감소될 뿐만아니라 뒤로 넘어지는 위험을 막을 수 있기 때문이다. 관성의 법칙이란 어떤 물체에 힘이 작용하지 않으면 정지한 물체는 계속 정지하려 하고 일정한 속도로 움직이던 물체는 계속 그 속도를 유지하려는 성질을 말하며, 뉴턴의 운동 제1법칙이라고도 한다.

2. (3) 동전 A는 자유낙하운동을 하며 동전 B는 포물선 운동을 한다. 자유낙하운동은 포물선 운동의 연직방향의 운동과 같이 때문에 두 동전은 동시에 떨어진다.
3. (1) 공기 중에서는 종이조각이 유리구슬보다 공기의 저항(마찰력)을 많이 받기 때문에 유리구슬이 종이조각보다 빨리 떨어진다. 하지만 진공 속에서는 공기의 저항이 없기 때문에 모든 물체는 질량에 관계없이 똑같이 떨어진다(S=$\frac{1}{2}$gt²).

4. (1) 뉴턴의 만유인력 법칙에 의하면 달에서의 중력은 지구에서의 중력보다 작다. 따라서 사람의 몸무게가 지구에서보다 달에서 더 작기 때문에 달에서 더 높이 뛰어오를 수 있다. 만유인력 법칙이란 세상 만물은 서로 끌어당기는 힘, 즉 인력이 있는데 그 힘의 크기는 두 물체의 질량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다는 것.
달의 중력은 지구중력의 $\frac{1}{6}$배이다.

5. (3) 구의 반경이 2배이므로 부피($\frac{4}{3}$πγ³)가 8배가 된다. 또 같은 금속이므로 밀도는 같다. 무게가 8배가 되므로 끈이 8개 필요하다.

6. (2) 돌이 받은 부력만큼 돌이 물에게 반작용을 가한다. 따라서 돌의 부피와 같은 부피의 물의 무게만큼 눈금바늘이 더 돌아간다.

7. (2) 힘은 크기와 방향을 동시에 갖는 벡터(Vector)량이다. 두 사람이 직선상의 반대방향으로 각각 2백N의 힘이므로 당겨도 낚싯줄이 받는 힘은 2백N이므로 끊어지지 않는다.

8. (1) 만유인력법칙에 의하면 지구가 물체를 끌어당기는 힘은 그 물체가 지구표면으로부터 멀어질수록 감소한다. 그리고 지구 내부에 있는 물체는 그 아랫부분에 있는 지구의 질량에 의해 끌리는 동시에 물체의 윗부분에 있는 질량에 의해 윗쪽으로 끌린다. 결국 지구 내부에 있는 물체에 작용하는 인력(무게)은 지구의 중심으로부터 그 물체까지의 거리를 반지름으로 하는 구체의 질량에 의해서만 작용한다. 따라서 물체의 무게는 지구의 내부로 들어갈수록 감소하고 지구의 중심에 도달하면 물체는 완전히 무게를 상실하고 무중력상태가 된다.

9. (3) 지구 내부에 있는 물체의 인력은 지구 중심에서 물체까지의 거리에 비례하므로 용수철과 같이 진동한다. 따라서 A점의 위치에너지가 C점에서 운동에너지로 변하고 D점에서 정지한다.
그러므로 C점을 중심으로 A, D 사이를 왕복운동할 것이다.

10. (2) 지구를 중심으로 원형 궤도를 도는 비행기에는 지구의 중심으로 향하는 구심력(중력)이 작용함과 동시에 구심력과 반대방향이고 크기가 같은 원심력을 받는다. 따라서 비행기 속에 타고 있는 사람은 무게가 없어진다.

11. (1) 가속도는 단위시간(1초) 동안 변화한 속도의 양이므로 그래프에서 힘이 증가할수록 직선의 기울기는 증가한다. 그러므로 물체의 가속도는 힘이 커짐에 따라 증가한다.

12. (4) 정지한 충돌구는 운동량과 위치에너지가 없다. 오른쪽 충돌구를 당긴 상태에서는 위치에너지를 갖고, 놓으면 위치에너지가 운동에너지로 전환되며(역학적 에너지보존법칙), 그러므로 왼쪽 충돌구는 4개 튀어나갈 것이다.

13. (3) 시멘트 바닥이나 스폰지 위에 떨어질 때 속도의 변화량은 같으므로 운동략(질량 X 속도)의 변화량은 같다. 하지만 사람이 시멘트 바닥에 떨어져 정지하는데 걸리는 시간은 스폰지 위에 떨어질 때 정지하기까지 걸리는 시간보다 짧다. 운동량의 변화량 = 힘 X 시간이므로 시멘트 바닥에 떨어질 때는 짧은 시간에 큰 힘을 받게 되고 스폰지에서는 긴 시간 동안 작은 힘을 받는다.

14. (2) 진자가 한번 왕복하는데 걸리는 시간, 즉 주기가 진자의 길이의 차이에 따라 어떻게 다른지를 조사하는 것이므로 실의 길이를 제외한 다른 것은 같게 해야 한다.

15. (2) ★