안녕하세요!
이번 포스팅에서는 물리학1에서 자주 출제되는 충돌 유형 문제를 빠르게 풀기 위한 팁을 알려드리려고 합니다.
이것을 설명하기 위해 문제를 하나 가져왔습니다.
#1. 보편적인 풀이 (비추)
이런 식으로 진행되는 풀이입니다.
이후 A의 질량을 2m, B의 질량을 m으로 놓고
운동량 보존 식을 한 번 더 쓰면 C의 질량을 구할 수 있습니다.
하지만 시간이 부족한 우리의 수능 과학탐구 시험에서,
그것도 13번 문제에 이렇게 식을 세우고 정리를 하면서 푸는 것은 매우 비효율적인 풀이입니다.
#2. 효율적인 풀이 (추천)
두 물체의 충돌 상황에서 속도 변화량의 비는 질량의 역비와 같다.
이것이 무슨 말이냐 하면, 위의 문제에서
A의 속도는 4v에서 3v로 속도가 v만큼 감소하였고,
B의 속도는 v에서 3v로 속도가 2v만큼 증가하였습니다.
속도 변화량의 비가 1:2이므로 질량 비는 2:1이라는 것을 알 수 있습니다.
또 (A+B)의 속도는 3v에서 v로 속도가 2v만큼 감소하였고,
B의 속도는 0에서 v로 속도가 v만큼 증가하였습니다.
속도 변화량의 비가 2:1이므로 질량 비는 1:2이고, (A+B)의 질량을 3m이라 하면 C의 질량은 6m이 됩니다.
따라서 A,B,C의 질량 비는 2:1:6임을 쉽게 알 수 있습니다.
식을 쓰지 않아도 되기 때문에 이러한 방식에 익숙해지기만 한다면 13번 문제를 푸는 데 30초면 충분할 것입니다.
이 개념은 이렇게 단순한 충돌 유형 문제뿐만 아니라 역학 킬러 문제에도 자주 섞여 나오는데요,
그 부분에 대해서는 다음 포스팅에서 다루도록 하겠습니다. 🙂
❣️읽어주셔서 감사합니다. 모두들 파이팅 하시길 바랍니다.
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