중3 에너지와 일의 전환 문제(1)

안녕하세요^^

에너지와 일이 서로 전환에 대한 개념을 이론 편에서 작성을 했습니다. 그래서 문제 편에서는 관련된 문제를 가져왔는데, 특히 이 문제는 학생뿐만 아니라, 운전하시는 분도 꼭 기억했으면 합니다. 그럼 문제를 볼까요?

모 중학교 기출문제

이 문제는 운동하는 자동차가 브레이크를 밟으면 멈추죠? 근데, 바로 멈추는 것이 아니라 브레이크를 밟으면 좀 더 이동을 하고 멈춥니다. 이렇게 브레이크를 밟고 멈추는 거리를 제동거리라고 합니다. 운동하는 물체가 갑자기 멈출 수는 없잖아요. 그 이유는 관성 때문인데, 관성이란 움직이는 물체는 계속 움직이려는 성질입니다. 

아무튼 자동차에서 브레이크를 밟으면 속력에 따라서 멈추는 거리가 달라져요. 그 이유는 자동차의 운동에너지가 멈추는 일로 전환이 되기 때문입니다. 그럼 속력이 빠르면 운동에너지는 커지죠, 그럼 자동차가 멈추는 일도 커져야 해요. 일은 힘 X 거리이죠. 여기서 힘은 자동차와 지면 간의 마찰력인데, 자동차 한 대로 실험을 하기 때문에 속력이 달라져도 마찰력은 같다고 보시면 됩니다. 그럼, 자동차의 운동에너지는 1/2 X m X v의 제곱이고 자동차가 멈추는 일은 마찰력 X 이동거리로 두 식이 같아야 하므로 1/2 X m X v의 제곱= 마찰력 X 이동거리 이죠. 자동차 한 대로 실험을 하기 때문에 속력이 달라져도 질량(m)과 지면 간의 마찰력은 같으므로 공식에서 사라지면 결국 1/2 X v의 제곱 = 이동거리 이렇게 됩니다. 따라서 자동차가 멈추는 제동거리는 속력의 제곱에 비례한다는 것이죠. 그럼 정답을 찾을 수 있나요?? 

정답은 댓글에 있습니다.^^