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Momentum: Ice skater throws a ball | Impacts and linear momentum | Physics | Khan Academy

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    환영합니다
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    자 이제 운동량 문제를 몇 개 더 풀어봅시다
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    자 이제 운동량 문제를 몇 개 더 풀어봅시다
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    아이스 링크 위에 사람이 있습니다
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    아이스 링크 위에 사람이 있습니다
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    이 사람은 공을 하나 들고 있습니다
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    이 공은 1.5kg입니다
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    이 공은 1.5kg입니다
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    이 공은 1.5kg입니다
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    그리고 공을 던집니다
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    이때 자신 앞에 공을 직선 궤도로 던진다고 합시다
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    이때 자신 앞에 공을 직선 궤도로 던진다고 합시다
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    이 사람은 지금 앞을 보고 서 있는 겁니다
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    그러니까 정확히 직선으로 공을 던질 수 있는 것입니다
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    어떤 물건을 정확히 직선으로 던지기는 힘들지만
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    그러한 상황을 가정해 봅시다
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    이제 공을 정확히 직선으로 던집니다
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    속력을 가진
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    아니 방향이 주어질 것이므로 속도이겠네요
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    속력은 크기에 불과하지만
    속도는 방향을 가진 크기이니까 말입니다
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    35m/s로 공을 던집니다
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    이 공은 0.15kg입니다
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    문제에 따르면 질량의 합은
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    즉 사람과 공의 질량의 합은 50kg입니다
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    이 사람이 어떤 행동을 하기 전까지
    사람과 공 모두 정지 상태입니다
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    이제 공을 던지면
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    반동 속도는 얼마일까요?
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    그러니까 공을 던짐으로써
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    이 사람은 자신을 뒤로 밀게 되나요?
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    뒤로 향하는 속도는 얼마인가요?
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    '반동'이라는 용어가 익숙하지 않을 수 있겠군요
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    예를 들어
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    여러분이 총을 쏘면
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    여러분의 어깨는 반동을 받을 겁니다
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    왜냐하면 운동량이 보존되기 때문에
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    총알이 어느 정도의 운동량을 가져가게 됩니다
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    이 총알은 아주 가볍고 빠르게 앞으로 나갑니다
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    그런데 운동량이 보존되기 때문에
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    어깨가 뒤쪽으로 속도를 갖게 되는 것이지요
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    이에 관련된 문제는 따로 있습니다
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    이제 이 문제로 돌아가 봅시다
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    방금 말했듯이 운동량은 보존됩니다
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    맨 처음 운동량, 그러니까
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    초기 운동량은 얼마일까요?
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    초기 운동량을 구해봅시다
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    초기 질량 50kg에 속도를 곱합니다
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    초기 질량 50kg에 속도를 곱합니다
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    속도는 0이네요
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    그러니까 초기에 이 계의 속도는 0입니다
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    그러니까 운동량은 0이 됩니다
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    초기 운동량을 Pi라고 하면 Pi는 0입니다
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    초기 알짜 운동량이 0이기 때문에
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    최종 알짜 운동량도 0이 되어야 합니다
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    그러면 공을 던진 후의 운동량은 어떻게 될까요?
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    공이 35m/s로 운동하고 있고
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    공은 0.15kg의 질량을 가지고 있습니다
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    공간 절약을 위해 단위는 생략하겠습니다
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    여기에 공의 속도를 곱합니다
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    35m/s를 곱합니다
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    이게 공의 새로운 운동량이고
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    사람의 새로운 운동량을 더합니다
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    사람의 질량은
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    50에서 이걸 뺀 것입니다
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    사실 큰 영향은 없겠지만 빼 줍시다
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    그러면 49.85kg이 됩니다
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    사람의 새로운 속도를 곱합니다
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    사람의 새로운 속도를 곱합니다
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    이 속도를 Vs라고 합시다
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    계산기를 띄우겠습니다
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    봅시다
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    0.15 곱하기 35는 5.25입니다
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    이게 5.25이고
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    49.85 곱하기 Vs를 더해주면
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    0이 됩니다
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    초기 속도가 0이었으니까 말입니다
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    양변에서 5.25를 빼 봅시다
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    -5.25는 49.85 곱하기 Vs가 됩니다
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    -5.25는 49.85 곱하기 Vs가 됩니다
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    5.25는 공의 운동량이었습니다
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    5.25는 공의 운동량이었습니다
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    계의 알짜 운동량이 0이 돼야 하기 때문에
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    사람의 운동량은 반대 방향으로 5.25가 됩니다
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    즉 -5.25의 운동량을 갖게 된다는 겁니다
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    즉 -5.25의 운동량을 갖게 된다는 겁니다
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    속도를 알아내기 위해서는
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    사람의 운동량을 질량으로 나눠 줍니다
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    그러니까 양변을 49.85로 나누면
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    Vs를 구할 수 있습니다
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    이걸 음수로 만들고 49.85로 나누면
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    -0.105가 됩니다
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    그러니까 -0.105m/s인 겁니다
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    흥미롭군요
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    공을 35m/s로 던지면
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    사람은 약 10cm/s로 밀려날 것입니다
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    사람은 약 10cm/s로 밀려날 것입니다
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    즉 아주 작은 속도이긴 하지만
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    어쨌거나 밀려나긴 할 것입니다
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    생각을 해 보면 이건 추진의 일종입니다
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    로켓의 작동 원리라고 할 수 있습니다
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    로켓은 자신보다 가볍지만 아주 빠른 물체를 발사합니다
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    그러면 운동량이 보존되기 때문에
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    그 원리가 로켓을 반대쪽으로 운동하게 하는 것입니다
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    이제 다른 문제를 적용할 수 있나 봅시다
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    다음에 조금 더 어려운 문제를
    풀어 보도록 하죠
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    다음에 조금 더 어려운 문제를
    풀어 보도록 하죠
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    나중에 또 만납시다
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Title:
Momentum: Ice skater throws a ball | Impacts and linear momentum | Physics | Khan Academy
Description:
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Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
06:01

Korean subtitles

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