힘이 작용하면?

1. 힘

• · 물체의 운동 상태나 모양을 변화시키는 원인
1. 1) 힘의 측정 : 물체의 모양이나 운동 상태가 변화하는 정도를 측정
• · 용수철저울 사용하여 측정
• · 힘의 단위 : N(뉴턴)
2. 2) 힘의 표현 : 힘의 3요소를 화살표로 나타냄
• · 힘의 크기 : 화살표의 길이
• · 힘의 방향 : 화살표의 방향
• · 힘의 작용점 : 화살표의 시작점
3. 3) 힘은 두 물체 사이의 상호 작용임
•  지구가 달을 잡아당기는 중력의 크기만큼 달도 지구를 잡아당김
• · 두 물체가 접촉하여 밀거나 당길 때 각각 밀거나 당기는 힘끼리 상호 작용함(마찰력, 탄성력)
• · 물체가 접촉하지 않고 떨어져 있어도 작용하는 힘 : 중력, 전기력, 자기력

접촉해야 작용하는 힘

1. 탄성력

1. 1) 탄성 : 변형된 물체가 원래의 상태로 되돌아가려는 성질
• · 탄성체 : 용수철, 고무줄과 같이 탄성을 가진 물체
2. 2) 탄성력 : 탄성체의 모양이 변했을 때 원래 상태로 되돌아가려는 힘
• · 방향 : 잡아당기거나 미는 힘의 방향과 반대 방향으로 작용
• · 크기 : 용수철이 늘어난 길이에 비례
• · 탄성력의 이용 : 양궁, 장대높이뛰기, 용수철저울, 스테이플러, 컴퓨터 자판 등



탄력성의 방향



탄성력의 크기와 용수철이 늘어난 길이와의 관계

2. 마찰력 : 물체가 어떤 면과 접촉하여 운동할 때 두 물체의 접촉면에서 작용하는 물체의 운동을 방해하는 힘

1. 1) 마찰력의 크기 : 무게가 무거울수록, 접촉면이 커질수록 커짐
• · 접촉면의 넓이와는 상관없음
2. 2) 방향 : 물체의 운동 방향과 반대 방향
3. 3) 마찰력을 크게 하는 예 : 야구 선수가 송진가루를 바르는 것, 빙판에 모래 뿌리기, 암벽 등반, 스노 체인 등
4. 4) 마찰력을 줄이는 예 : 스키, 컬링 경기, 미끄럼, 윤활유 사용 등

떨어져 있어도 작용하는 힘

1. 중력 : 지구가 물체를 끌어당기는 힘

1. 1) 항상 지구 중심 방향(연직 방향)으로 작용
2. 2) 무게와 질량

	무게	질량
정의	물체에 작용하는 중력의 크기	물체가 가진 고유한 양
단위	N(뉴턴)	kg
측정	용수철저울로 측정	윗접시저울, 양팔저울로 측정
변화	중력에 따라 무게가 달라질 수 있음	장소와 관계없이 항상 일정
관계	질량 1kg인 물체의 무게는 약 9.8N

• · 달의 중력은 지구의 1/6배이므로, 달 표면에서 물체의 무게는 지구 표면에서의 1/6배임

2. 자기력 : 자석과 자석, 자석과 쇠붙이 사이에 작용하는 힘

1. 1) 자극의 종류 : N극, S극
2. 2) 자기력의 종류 : 척력(같은 극 사이), 인력(다른 극 사이)
3. 3) 자기력의 크기 : 자석 사이의 거리가 가까울수록 커짐
4. 4) 자기력의 이용 : 나침반, 자기 부상 열차 등

3. 전기력 : 전기를 띤 물체 사이에 작용하는 힘

1. 1) 전기의 종류 : (+)전기, (-)전기
2. 2) 전기력의 종류 : 척력(같은 종류의 전기 사이), 인력(다른 종류의 전기 사이)
3. 3) 전기력의 크기 : 전기를 띤 두 물체 사이의 거리가 가까울수록 커짐
4. 4) 전기력의 이용 : 공기 청정기, 레이저 프린터 등

힘의 합성

1. 합력

1. 1) 항상 지구 중심 방향(연직 방향)으로 작용
2. 2) 무게와 질량
• · 한 물체에 여러 힘이 동시에 작용할 때, 물체에 작용하는 모든 힘과 같은 효과를 내는 하나의 힘
• · 힘의 합성 : 합력을 구하는 과정

2. 나란한 두 힘의 합성

1. 1) 같은 방향으로 두 힘이 작용할 때
• · 크기 : 두 힘의 크기를 더한 값과 같음
• · 방향 : 두 힘의 방향과 같음
2. 2) 반대 방향으로 두 힘이 작용할 때
• · 크기 : 큰 힘의 크기에서 작은 힘의 크기를 뺀 값과 같음
• · 방향 : 큰 힘의 방향과 같음



두 힘이 같은 방향으로 작용할 때



두 힘이 같은 방향으로 작용할 때
3. 3) 힘의 평형
• · 일직선 상에서 크기가 같은 두 힘이 한 물체에 반대 방향으로 작용하면 합력의 크기는 0이 되고, 이때 두 힘은 힘의 평형을 이룬다고 함

2. 나란하지 않은 두 힘의 합성

1. 1) 평행사변형법 : 두 힘 F₁과 F₂를 이웃하는 두변으로 하는 평행사변형을 그려서 구함



평행사변형법
• · 합력의 크기 : 평행사변형의 대각선의 길이
• · 합력의 방향 : 평행사변형의 대각선의 방향
2. 2) 알짜힘 : 한 물체에 작용하는 모든 힘의 합력

속력이 일정한 운동

1. 물체의 운동

1. 1) 운동의 표현 : 운동 방향과 빠르기로 나타냄
2. 2) 속력 : 단위시간 동안 이동한 거리
• · 단위 : m/s, km/h 등
• · 
• · 평균 속력 : 전체 이동 거리를 걸린 시간으로 나눈 값

2. 등속 직선 운동

1. 1) 등속 운동 : 속력이 일정한 운동
2. 2) 등속 직선 운동 : 속력과 운동 방향이 일정한 운동
• · 시간에 따른 이동 거리 그래프 : 원점을 지나는 직선 모양, 기울기는 속력을 나타냄
• · 시간에 따른 속력 그래프 : 시간축과 나란한 직선 모양, 그래프 아래의 넓이는 이동거리를 나타냄



등속 직선 운동의 그래프
• · 이동거리 = 속력×걸린 시간
• · 등속 직선 운동의 예 : 무빙워크, 컨베이어 벨트 등

3. 등속 직선 운동을 하는 물체에 작용하는 알짜힘

1. 1) 물체에 힘이 작용하지 않거나 힘이 작용하더라도 알짜힘이 0이면 운동하는 물체는 등속 직선 운동을 계속함

4. 관성 : 물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때 물체가 처음의 운동 상태를 계속 유지하려는 성질

1. 1) 물체에 작용하는 알짜힘이 0이면 정지해 있던 물체는 계속 정지해 있고, 운동하는 물체는 등속 직선 운동을 계속함
2. 2) 버스가 갑자기 출발할 때 손잡이가 뒤로 쏠리고, 갑자기 멈출 때 앞으로 쏠리는 현상
3. 3) 질량이 클수록 관성이 커짐

낙하하는 물체의 운동

1. 낙하하는 물체의 운동

1. 1) 시간에 따른 이동거리 그래프 : 시간당 이동거리는 점점 증가
2. 2) 시간에 따른 속력 그래프 : 기울기가 일정한 직선 모양(속력은 시간에 비례하여 증가)



낙하하는 물체의 운동 그래프
3. 3) 운동방향과 같은 방향으로 일정한 크기의 중력이 계속 작용하기 때문에 속력이 일정하게 증가

2. 위로 던져 올린 물체의 운동

1. 1) 시간에 따른 이동거리 그래프 : 시간당 이동거리는 점점 감소
2. 2) 시간에 따른 속력 그래프 : 기울기가 일정한 직선 모양(속력은 시간에 비례하여 감소)



위로 던져 올린 물체의 운동
3. 3) 운동방향과 반대 방향으로 일정한 크기의 중력이 계속 작용하기 때문에 속력이 일정하게 감소
4. 4) 속력이 일정하게 변하는 물체의 평균 속력
• · 

다양한 운동과 힘의 관계

1. 방향이 변하는 운동

1. 1) 등속 원운동 : 물체의 속력은 일정하지만 운동 방향은 원의 접선 방향으로 계속 변하는 운동
2. 2) 구심력 : 등속 원운동을 하기 위해 원의 중심방향으로 작용하는 일정한 크기의 힘, 물체의 운동 방향에 항상 수직으로 작용



구심력의 방향

2. 속력과 방향이 변하는 운동

1. 1) 수평방향으로 던진 공의 운동
• · 수평방향으로는 속력이 일정한 운동을, 수직방향으로는 속력이 일정하게 증가하는 운동을 함
• · 속력과 운동 방향이 모두 변하는 운동
• · 중력이 공의 운동 방향에 비스듬하게 작용하기 때문

3. 물체에 작용하는 힘

1. 1) 물체에 힘이 작용하면 속력이나 운동 방향이 변함
2. 2) 물체에 힘이 작용하지 않거나 작용하는 알짜힘이 0이면 속력과 운동 방향이 변하지 않고 일정