자유낙하에서의 평균속도

아래 그림에서 돌멩이가 1초 동안 떨어졌다면 그 1초 동안의 평균속도는 얼마인가?

 

 

    (a)  0 m/s
    (b)  1 m/s
    (c)  1.2 m/s
    (d)  4.9 m/s
    (e)  9.8 m/s

 

 

 

 

 

 

 

정답 : d

 

1 초가 지나가는 순간 돌의 속도는 9.8 m/s 이지만 초속도는 0 이었다

돌은 정지상태에서 떨어진 것이다.  그러므로 평균속도는 9.8 m/s 일 수 없고 0 은 더욱 아니다. 낙하하는 동안 가속도는 일정하므로 평균속도는 0 과 9.8 m/s 의 중간값인 4.9 m/s 이다. 여기서 구분할 것은 어떤 특정한 순간의 속도인 순간속도와 전체적인 평균속도의 차이다. 따라서 돌멩이의 평균속도가 4.9 m/s 이므로 1초 동안 낙하한 거리는 4. 9 m 이다

 

 

만약 돌멩이가 2초간 낙하했을 때의 평균속도는 다음 그래프에서 처럼 9.8 m/s 가 된다.