






속도와 가속도, 부호만으로 속력 변화를 판단할 수 있을까
“가속도가 양수이면 속력도 반드시 증가한다”라는 문장은 맞을까? 이 역문제를 먼저 확인하면, 가속도 부호만으로는 속력 변화를 결정할 수 없다는 점이 드러난다. 춘천과외에서 이 유형을 다룰 때도 먼저 속도와 가속도의 방향을 함께 살펴야 한다.
최종 검증에서 거꾸로 확인하기
부호만 주어진 두 상황
| 속도 v | 가속도 a | 판단 |
|---|---|---|
| v=3 | a=2 | 속력 증가 |
| v=-3 | a=2 | 속력 감소 |
두 경우 모두 가속도는 양수지만 결과는 다르다. 따라서 “a>0이면 속력이 증가한다”는 결론은 성립하지 않는다.
속력 변화의 기준
속력은 속도의 크기이므로, 속력의 변화는 속도와 가속도의 곱으로 판단한다.
v·a>0이면 속력 증가
v·a<0이면 속력 감소
v·a=0이면 순간적으로 속력이 변하지 않는다.
음의 방향으로 움직이는 경우
예를 들어 v=-5m/s, a=-2m/s²라면 속도와 가속도의 부호가 모두 음수이다. 물체는 음의 방향으로 움직이면서 그 방향으로 더 빨라지므로 속력은 증가한다.
반대로 v=-5m/s, a=2m/s²이면 두 부호가 다르다. 가속도가 속도의 음의 방향 운동을 방해하므로 속력은 감소한다.
처음 오류와 교정
학생 풀이 기록
a가 양수이므로 속력이 증가한다.
이 풀이는 가속도의 부호만 보고 속력의 변화를 결정한 오류다. 양의 가속도는 속도가 증가하는 방향이 양의 방향이라는 뜻일 뿐, 현재 물체가 어느 방향으로 움직이는지는 알려 주지 않는다.
교정된 판단 과정
- 속도 v의 부호를 확인한다.
- 가속도 a의 부호를 확인한다.
- v와 a의 곱의 부호를 판단한다.
따라서 v와 a의 부호가 같으면 속력이 증가하고, 부호가 다르면 속력이 감소한다고 정리한다. 단, v=0인 순간에는 곱이 0이므로 그 순간의 속력 변화율은 0이다.
한 문제로 끝까지 확인하기
어떤 물체의 속도가 v=-4m/s이고 가속도가 a=3m/s²일 때 속력의 변화를 판단하자.
v·a=(-4)×3=-12<0이므로 속력은 감소한다. 물체는 여전히 음의 방향으로 움직이지만, 양의 방향 가속도가 음의 방향 운동을 약화시키고 있다.
이처럼 근화동의 e-편한세상아파트나 석사4거리처럼 위치 정보가 붙은 문제라도, 핵심은 장소가 아니라 속도와 가속도의 방향 관계다. 최종적으로는 가속도 부호 하나가 아니라 v·a의 부호를 확인해야 한다.