운동량과 충격량 — '충격 시간을 늘리면 힘이 줄어든다' 이게 시험 포인트!

운동량: p = m × v
질량이 크고 속도가 빠를수록 운동량이 커요.

100kg 럭비 선수가 5m/s로 달려오면 운동량 = 500 kg·m/s
60kg 선수가 5m/s로 달려오면 운동량 = 300 kg·m/s

누가 더 막기 어려울까요? 당연히 운동량이 큰 쪽이에요.

운동량은 벡터량이에요. 크기와 방향이 모두 있어요.

시험 출제 포인트: 운동량 계산 문제가 출제돼요. 공식에 숫자 대입만 하면 됩니다.

충격량: J = F × t
힘을 얼마나 오래 가했느냐의 양이에요.

그리고 핵심 공식: 충격량 = 운동량의 변화량
F × t = m × v₂ - m × v₁

이 공식이 운동역학에서 가장 실용적인 공식 중 하나예요.

같은 운동량 변화를 만들려면:
- 시간(t)을 늘리면 → 힘(F)이 줄어든다
- 시간(t)을 줄이면 → 힘(F)이 커진다

시험 출제 포인트: '충격 시간을 늘리면 충격력이 어떻게 되는가?'의 정답은 줄어든다!

높은 곳에서 뛰어내릴 때 무릎을 구부리면 충격 시간이 길어져요.

충격량(운동량 변화)은 같지만, 시간이 늘어나니까 힘(충격력)이 줄어드는 거예요.

반대로 무릎을 펴고 착지하면? 충격 시간이 짧아져서 엄청난 힘이 관절에 가해져요.

이 모든 게 충격 시간을 늘려서 충격력을 줄이는 원리예요.

시험 출제 포인트: 충격 흡수 사례를 주고 원리를 묻는 문제가 매년 출제됩니다.

운동량 보존 법칙: 외부 힘이 없으면, 충돌 전후의 총 운동량은 같아요.

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

당구공이 다른 공을 치면, 첫 번째 공의 운동량 일부가 두 번째 공으로 전달돼요.

탄성 충돌: 운동에너지도 보존. 당구공 충돌이 근사적 예시.
비탄성 충돌: 운동에너지 손실. 두 물체가 합쳐지는 충돌.

시험 출제 포인트: 운동량 보존과 탄성/비탄성 충돌 구분 문제가 출제됩니다.

반발계수(e): 충돌 전후 상대속도의 비율이에요.

e = 분리 속도 / 접근 속도

e = 1: 완전 탄성 충돌 (에너지 손실 없음)
e = 0: 완전 비탄성 충돌 (물체가 합쳐짐)
0 < e < 1: 일반적인 충돌

테니스공을 높이 h에서 떨어뜨려서 튀어오른 높이가 h'이면:
e = √(h'/h)

반발계수가 높은 공이 더 높이 튀어올라요.

시험 출제 포인트: 반발계수의 정의와 범위(0~1), 탄성/비탄성 충돌 구분이 나와요.