중졸 과학 · 힘의 표현과 합력
「힘의 표현과 합력」은 힘과 에너지 단원에 속한 개념입니다. 시험에 필요한 만큼만, 공식과 예제 중심으로 정리했습니다.
먼저 개념부터
힘은 크기, 방향, 작용점의 세 요소로 나타내며 화살표로 그립니다. 한 물체에 여러 힘이 작용하면 합력을 구하고, 합력이 0이면 힘이 평형을 이루어 물체의 운동 상태가 변하지 않습니다.
시험 전에 볼 식
- 힘의 세 요소: 크기(화살표 길이), 방향(화살표 방향), 작용점(화살표 시작점)
- 같은 방향의 두 힘: 합력 = 두 힘의 합
- 반대 방향의 두 힘: 합력 = 두 힘의 차, 방향은 큰 힘 쪽
- 힘의 평형: 크기가 같고 방향이 반대인 두 힘이 한 물체에 작용 → 합력 0
힘의 표현과 합력 예제로 확인
문제 한 물체를 오른쪽으로 5N, 왼쪽으로 3N의 힘으로 당길 때 합력은? ① 오른쪽 8N ② 오른쪽 2N ③ 왼쪽 2N ④ 0N
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② 오른쪽 2N입니다. 반대 방향이므로 5 − 3 = 2N이고, 큰 힘인 오른쪽 방향입니다.
적용하는 방법
- 두 힘의 방향이 같은지 반대인지 확인한다
- 같으면 더하고, 반대면 빼서 큰 힘 쪽 방향으로 한다
- 합력이 0이면 평형으로 판단한다
예제 하나 더
문제 줄다리기에서 양쪽이 같은 힘으로 당겨 줄이 움직이지 않는 까닭은?
풀이 보기
크기가 같고 방향이 반대인 두 힘이 평형을 이루어 합력이 0이기 때문입니다.
두 문제 가운데 하나라도 막혔다면, 첫 체험 수업에서 바로 이 부분부터 짚어 드립니다. 무료 체험으로 확인하기
실제 출제 기록
분석한 1개 회차에서는 이 개념을 직접 묻는 문항이 없었습니다. 다만 힘과 에너지 단원의 다른 문항을 풀 때 함께 쓰이는 경우가 많아 정리해 둘 가치가 있습니다.
자주 하는 실수
반대 방향의 힘을 더하는 실수가 가장 많습니다. 반대 방향이면 서로 상쇄되므로 빼야 합니다.
비슷한 개념과의 차이
힘의 평형과 작용 반작용은 다릅니다. 힘의 평형은 한 물체에 작용하는 두 힘이 상쇄되는 것이고, 작용 반작용은 두 물체가 서로 주고받는 힘입니다.
힘의 평형 상태에서 물체는 반드시 멈춰 있나요?
아닙니다. 합력이 0이면 운동 상태가 변하지 않으므로, 멈춰 있던 물체는 계속 멈춰 있고 움직이던 물체는 같은 속력으로 계속 움직입니다.