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3	[수학] 속력	2012-06-18	3437
현대 사회는 속도의 전쟁입니다. 신속한 동작, 발빠른 정보, 일사불란한 일처리가 바로 생존과 직결된 중요한 문제이지요. 이번 이야기에서는 현대 문명의 존립 기반이 되고 있는 ‘속도’라는 것에 대해서 알아보겠습니다. 1. 속력이란 무엇인가? 차를 타고 올림픽대로를 달리다 보면 ‘제한속도 시속 80km 이하’라는 표지판이 자주 눈에 띕니다. 또 엘리베이터에 올라타면 ‘본 승강기의 속도는 분속 150m입니다’와 같은 문구도 쉽게 볼 수 있습니다. 이와 같이 ‘속도’라는 것은 우리의 일상생활과 밀접한 관계가 있습니다. 실생활에서 쓰이고 있는 ‘속도’라는 것은 엄밀한 의미로는 ‘속력’을 뜻하는 것입니다. 속력은 단위 시간 동안 이동한 거리를 말하는 것으로 물체의 빠르기를 나타내는 물리량입니다. 이 양이 커지면 커질수록 물체가 빨리 움직이고 있음을 뜻합니다. 반면, 속도는 단위 시간당 이동한 위치의 변화량에 의해 그 크기가 결정됩니다. 아무리 많은 거리를 움직였다 하더라도 최종적으로 제자리에 돌아온 경우에는 그 속도가 0이 되는 것이지요. 간단한 예를 들어 볼까요? A, B, C 세 사람이 오른쪽 그림과 같은 세 경로를 따라 이동한다고 합시다. 세 사람이 출발해서 도착할 때까지의 이동 시간이 모두 같다면 세 사람의 위치의 변화가 동일하므로 A, B, C의 속도 또한 같게 되지요. 하지만 실제 이동한 거리는 A(50m)>C(30m)>B(20m)이므로 속력은 A, C, B의 순서로 결정되는 것입니다. 실생활에서는 속도가 속력의 의미로 많이 쓰이기는 하지만, 본 이야기에서는 용어의 정확성을 기하기 위해 속력으로 통일하여 쓰도록 하겠습니다. 2. 여러 사물의 속력 비교 속력의 단위는 ‘거리/시간’이 쓰이는데, 일상생활에서는 km/시, m/초 등이 주로 사용됩니다. 이것은 물체가 한 시간당 움직인 거리(km) 혹은 일 초당 움직인 거리(m)를 뜻합니다. 달팽이는 대략 0.24cm/초의 속력으로 기어 다니고, 사람은 천천히 걸을 때 4km/시의 속력을 냅니다. 100m 세계 기록 보유자인 우사인 볼트는 9초 58만에 결승점에 골인했으므로 대략 그 속력은 100m/10초, 즉 10m/초 정도가 됩니다. 또한 자동차는 가장 빠를 때 200km/시의 속력을 내며, 고속열차의 최고 속력은 325km/시입니다. 위에 열거한 5가지 중에 가장 속력이 빠른 것은 빛이고, 가장 느린 것은 달팽이임은 직관적으로 알 수 있을 겁니다. 그렇다면 빛은 달팽이보다 얼마나 빠른 것일까요? 또 고속열차는 자동차보다 얼마나 빠른 것일까요? 단위가 서로 다른 속도의 상대적인 빠르기를 서로 비교하려면 먼저 단위를 통일해야 합니다. 즉, 오른쪽 표와 같이 상기 5개의 속력을 m/초, 즉 1초당 움직인 거리를 m로 계산하여 나타낸 후, 그 크기를 서로 비교하면 어느 것이 얼마나 더 빠른지 알 수 있습니다. 가장 빠른 고속열차와 자동차의 속력을 비교해 보면 이므로 고속열차는 자동차의 1.6배임을 알 수 있습니다. 같은 방법으로 계산해 보면 고속열차는 우사인 볼트의 9배, 사람 걸음의 81배, 달팽이의 37,617배 정도 빠르다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 고속열차가 1초 동안 간 거리를 자동차는 1.6초, 우사인 볼트는 9초, 걷는 사람은 81초, 달팽이는 37,617초(약 10시간)가 넘게 기어가야 겨우 도착할 수 있다는 것이지요. ※ 본 칼럼의 저작권은 (주)좋은책신사고에 있으며, 무단 전제 및 복제를 금합니다.

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