미끄럼틀에서 회전하는 구간 가속도가 느려지나요 빨라지나요?

Question

이렇게 사진상이랑 똑같은 미끄럼틀 굴곡형, 곡선형, 그리고 추가로 나선형 미끄럼틀까지 총 3개의 비상용 미끄럼틀 가지고 탈출시간을 비교하는 게 목적인데요. 물리 1 관련 탐구 내용이라 미끄럼틀 회전구간 가속도가 빨라지는지 느려지는지 원리도 잘 모르겠어요. 물리 1 수준에서 탈출시간에 따른 미끄럼틀 속도를 그래프로 시각화 할 수는 있을까요?? 한다면 그래프 개형이 어떻게 나올지도 알려주시면 감사하겠습니다.

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Answer 1

안녕하세요.

중력은 사용자를 지속적으로 아래로 당기는 반면, 마찰력은 이동 중에 발생하여 속도를 줄입니다. 미끄럼틀의 재질과 사용자의 체중, 접촉 면적에 따라 마찰력의 크기가 달라지며, 이는 속도 감소의 주된 원인입니다.
회전 구간을 통과할 때 발생하는 원심력은 사용자를 미끄럼틀의 바깥쪽 벽으로 밀어내려고 합니다. 이 원심력은 속도가 빠를수록, 그리고 회전의 반경이 작을 수록 강해집니다. 속도와 회전 반경에 따라 결정되는 원심력은 사용자가 느끼는 순간적인 가속도 감소에 기여합니다. 하지만 회전이 끝나고 직선 구간으로 진입하면 중력이 다시 작용하여 속도는 회복됩니다.