속도 부호가 반대인 두 좌표가 같은 운동을 나타낼 수 있다

같은 물체의 속도가−2와+2로 적힐 수 있다. 좌표축 방향이 반대면 부호는 바뀌고 속력2는 유지된다.

도시의 도로가 여러 방향으로 만나는 교차로

사진: Saiphani02 · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

오른쪽을 양으로 잡은 좌표에서 위치는x(t)=t²−4t+3m다. 다른 좌표는y(t)=10−x(t)m로 정해, 왼쪽을 양으로 삼는다.0≤t≤4초다. t1초의 두 속도와 속력을 구하라. 서로 반대 속도 부호는 운동이 다르다는 뜻인가?

x′=2t−4이고 y′=−x′=4−2t다. t1에서 x좌표속도−2m/s, y좌표속도+2m/s다. 실제로는 같은 물체가 같은 방향으로 움직인다. 양의 방향을 반대로 정했기 때문에 부호가 바뀌었다. 속력은둘다2m/s다.

원점만바꾸어z=x−10으로정했다면z′=x′로부호가그대로다. 상수를빼는원점이동과계수−1을곱하는방향반전을구별해야한다.

교사질문은‘양의속도라서오른쪽이라는설명에어느축의양의방향이전제되어있는가’다. 속도의부호를방향과연결할때좌표규약을먼저밝힌다. 속력은방향을뒤집어도절댓값이같아유지된다.

x(t)=t2−4t+3,y(t)=10−x(t)x(t)=t^2-4t+3,\quad y(t)=10-x(t)
t=1:vx=−2,vy=2,∣vx∣=∣vy∣=2t=1:\quad v_x=-2,\quad v_y=2,\quad |v_x|=|v_y|=2

착안한 공개 원문: Why Linear Motion?. 원문의 수업 관점으로 새 문항을 구성했다.