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속도 (速度, velocity) 는 단위 시간변위의 변화량으로 정의되는 물리량입니다.

개요

속도 (速度, velocity) 는 단위 시간변위의 변화량으로 정의되는 물리량입니다. 좀 더 쉽게 말하자면, 어떤 기준으로 삼는 시간인 단위 시간을 기준으로 했을 때 처음 위치와 나중 위치를 이은 것인 변위가 어떻게 변화되었는지에 대해 나타내는 척도가 속도라고 할 수 있습니다. 속도의 표기에 있어서 SI 단위로는 m/s를 사용하며, 기호로는 velocity의 첫 글자인 v 를 사용해서 나타내는 경우가 많습니다.

속력에 방향을 추가한 것을 속도라고 생각할 수도 있으며, 방향과 크기가 모두 필요하다는 점 때문에 속도를 기술할 때에는 벡터를 사용합니다. 쉽게 말하자면 속력스칼라량이고 속도벡터량인 것입니다. 속력이 얼마나 빠른가에 대해 말해준다면 속도는 어느 방향으로 얼마나 빠른가에 대해 말해주는 것입니다.

평균 속도와 순간 속도

어떤 물체가 \Delta t 시간 동안 A 에서 B 까지 이동하였다면 이 물체가 이동한 변위는 \overline {AB} 이며, 변위를 총 걸린 시간으로 나눈 것을 평균 속도라고 합니다. 즉, \Delta s = \overline {AB} 일 때 평균 속도 \bar {v}

\bar {v} = \frac {\Delta s}{\Delta t}

로 정의됩니다. 이때 평균 속도의 방향은 변위 \Delta s 의 방향과 같습니다.

이러한 상황에서 만약 시간 간격인 \Delta t 를 아주 짧게 한다면 변위인 \Delta s 역시 매우 작아질 것입니다. A 위치에서 출발한 시간을 t_1 이라고 한다면 t_1 에서의 순간 속도의 크기는 그래프 상에서 A 점을 지나는 접선의 기울기와 같게 됩니다.

등속도와 가속도

등속도 (等速度, uniform velocity) 는 변하지 않는 속도를 의미하는데, 일정한 속력으로 일정한 방향으로 운동하는 것입니다. 일정한 방향으로 운동하는 물체의 경로는 직선이므로 등속도 운동은 등속력 직선 운동을 의미하게 됩니다.

속력이나 방향에 변화가 생긴다면 속도는 변하게 됩니다. 이렇게 속도가 변화하는 정도를 가속도 (加速度, acceleration) 라고 합니다. 한자로는 '더할 가' (加) 자를 쓰지만, 속도가 줄어드는 경우에도 '음의 가속도를 가진다'고 표현합니다.[1] 수식으로 생각해보자면 가속도는 속도의 변화를 시간 간격으로 나눈 것입니다.

예컨대 운전 중인 자동차가 있는데, 2초 동안에 속도를 40 km/h 에서 45 km/h 로 증가시켰다면 가속도 a 는 아래와 같이 계산할 수 있습니다.

a = \frac {45 km/h - 40 km/h}{2s} = \frac {5 km/h}{2s} = 2.5 km/h \cdot s

도보기

Sn

  1. 등속도 운동의 경우, 0의 가속도를 가진다고 표현할 수 있습니다.

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