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중학교 3학년 (14-15세)

관성과 작용 반작용

Inertia & Action-Reaction

달리던 버스가 급정거하면 서 있던 승객은 앞으로 휘청여요. 버스는 멈췄지만 승객의 몸은 그때까지의 속력으로 계속 나아가려 하기 때문이에요. 이렇게 물체가 지금의 운동 상태를 유지하려는 성질이 관성이고, 질량이 클수록 관성도 커요. 한편 벽을 힘껏 밀면 손바닥이 아파요. 손이 벽을 미는 순간 벽도 같은 크기의 힘으로 손을 되밀기 때문이고, 이것이 작용 반작용 법칙이에요. 그림에서 관성을 고르면 멈춘 버스 안에서 앞으로 쏠리는 승객이, 작용 · 반작용을 고르면 손이 벽에 주는 힘과 벽이 손에 주는 힘이 크기는 같고 방향은 반대로 나타나요. 두 힘은 각각 다른 물체에 작용하기 때문에 서로 비겨서 없어지지 않아요.

관성 법칙(뉴턴 운동 제1법칙)

🚌 버스가 갑자기 멈추면
①달리던 버스가 급정거하면 승객이 앞으로 쏠린다
②승객의 몸은 버스와 함께 달리던 운동 상태를 계속 유지하려 하기 때문이다
③물체가 운동 상태를 유지하려는 성질을 관성이라 하고, 질량이 클수록 관성이 크다
④정지한 버스가 갑자기 출발하면 반대로 승객이 뒤로 쏠린다

그림으로 보기

작용 반작용 법칙(뉴턴 운동 제3법칙)

🤜 벽을 밀면 벽도 나를 민다
①벽을 손으로 세게 밀면 손이 아프다. 벽도 손을 밀기 때문이다
②두 힘은 크기가 같고 방향이 반대이며, 언제나 동시에 생긴다
③작용은 벽이, 반작용은 손이 받는다. 곧 서로 다른 물체에 작용한다
④로켓이 가스를 뒤로 내뿜으면 가스가 로켓을 앞으로 밀어 로켓이 나아간다

총정리

작용 반작용 법칙
F작용 = −F반작용
크기가 같고 방향이 반대이며, 서로 다른 두 물체에 각각 작용한다
관성 법칙
물체에 작용하는 알짜힘 = 0 → 정지 상태나 등속 직선 운동을 그대로 유지
질량이 클수록 관성이 크다
🎯 시험에서 자주 묻는 것
①관성은 물체가 운동 상태를 유지하려는 성질이다
②질량이 클수록 관성이 크다
③작용과 반작용은 언제나 동시에 짝으로 생긴다
④두 힘은 크기가 같고 방향이 반대다
⑤작용과 반작용은 서로 다른 물체에 작용하므로 합쳐서 0이 되지 않는다. 한 물체에 작용하는 두 힘의 평형과 구별해야 한다

예제와 단원평가

예제 1
달리던 버스가 갑자기 멈출 때 서 있던 승객이 앞으로 쏠리는 까닭을 관성으로 설명하시오.
1
관성은 물체가 원래의 운동 상태를 계속 유지하려는 성질이다.
2
버스가 멈춰도 승객의 몸은 버스와 함께 달리던 속력으로 계속 나아가려 하므로 앞으로 쏠린다.
▸ 승객의 몸이 앞으로 가던 운동 상태를 유지하려는 관성 때문이다
안전띠는 이 관성 때문에 몸이 앞으로 튀어 나가는 것을 막아 준다.
예제 2
사람이 벽을 손으로 밀면 손도 아프다. 이를 작용 반작용 법칙으로 설명하고, 두 힘의 크기 · 방향과 각 힘을 받는 물체를 쓰시오.
1
손이 벽을 미는 힘(작용)이 생기면, 벽도 같은 크기의 힘으로 손을 반대 방향으로 민다(반작용).
2
두 힘은 크기가 같고 방향이 반대이며, 작용은 벽이, 반작용은 손이 받는다.
▸ 크기는 같고 방향은 반대이며, 작용은 벽에, 반작용은 손에 작용한다
손이 아픈 것은 벽이 손에 준 반작용 때문이고, 세게 밀수록 반작용도 똑같이 커진다.
단원평가 유형
관성과 작용 반작용 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
①질량이 작을수록 관성이 크다
②작용과 반작용은 한 물체에 함께 작용한다
③작용과 반작용은 크기가 같고 방향이 반대이다
④외력이 0이면 움직이던 물체는 곧 멈춘다
⑤관성은 정지한 물체에만 나타난다
▸ ③ 작용과 반작용은 크기가 같고 방향이 반대이다
1
질량이 클수록 관성이 크고(①X), 작용과 반작용은 서로 다른 물체에 작용한다(②X).
2
외력이 0이면 운동하던 물체는 등속 직선 운동을 유지하며(④X), 관성은 정지·운동 모든 물체에 나타난다(⑤X). 작용과 반작용은 크기 같고 방향 반대다(③O).

마지막 수정

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