부평 고2수학과외







총 이동거리에서 시각을 거꾸로 찾는 방법
최종 답이 \(t=5\)초인지 확인하려면 방향이 바뀌는 순간을 기준으로 이동 구간을 나누어야 한다. 부평과외에서 이런 서술형 문제를 다룰 때도 먼저 이동 방향과 속도를 시간순으로 정리한다.
최종 검증부터 하기
어떤 물체가 직선 위에서 다음과 같이 움직였다고 하자.
- 처음 4초 동안 동쪽으로 초속 \(3\text{ m}\) 이동
- 4초 후에는 서쪽으로 초속 \(2\text{ m}\) 이동
- 출발 후 총 이동거리가 \(14\text{ m}\)가 되는 시각을 구함
첫 구간의 거리는 \(3\times4=12\text{ m}\)이다. \(t\ge4\)일 때 두 번째 구간의 거리는 \(2(t-4)\)이므로
\[ 12+2(t-4)=14 \]
이를 풀면 \(2t+4=14\), 따라서 \(t=5\)이다. 실제로 4초부터 5초까지 서쪽으로 \(2\text{ m}\) 이동하므로 총거리는 \(12+2=14\text{ m}\)가 된다.
처음 풀이에서 생긴 오류
처음에는 전체 시간 동안 속력이 초속 \(3\text{ m}\)라고 보고 \(3t=14\)로 계산하여 \(t=\frac{14}{3}\)초를 얻었다. 그러나 4초 이후에는 속력이 초속 \(2\text{ m}\)로 바뀌므로 이 식은 전체 구간에 적용할 수 없다.
또한 방향이 바뀌었다고 해서 이동거리가 서로 상쇄되는 것은 아니다. 이동거리는 각 구간의 길이를 더하고, 변위는 방향을 고려해 더한다.
거리와 변위 구분하기
이 문제에서 \(t=5\)초일 때 변위는 동쪽 \(12\text{ m}\)에서 서쪽 \(2\text{ m}\)를 뺀 \(10\text{ m}\)이다. 반면 총 이동거리는 \(12+2=14\text{ m}\)이다.
따라서 답안에는 방향전환 시각을 기준으로 구간을 나누고, 문제에서 요구한 값이 이동거리인지 변위인지 확인하는 과정이 반드시 포함되어야 한다.