중1 과학 마찰력의 종류와 특징 예상문제

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 마찰력의 크기는 접촉면의 거칠기와 수직 항력(누르는 힘)에 의해서만 결정돼요.
2️⃣ 블록을 눕히든 세우든 블록의 무게(수직 항력)와 바닥의 거칠기는 변하지 않으므로, 접촉 면적이 달라져도 최대 정지 마찰력의 크기는 거의 같아요.

❌ 오답 노트
①, ② 접촉 면적은 마찰력에 영향을 주지 않으므로 넓은 면과 좁은 면의 마찰력에 차이가 생기지 않아요.
④ 마찰력에 영향을 주는 요인(거칠기, 수직 항력)이 그대로이므로 비교가 가능해요.
⑤ 접촉 면적이 좁다고 마찰력이 사라지는 것은 아니에요.

💡 핵심 개념 정리
접촉 면적의 넓고 좁음은 마찰력의 크기에 영향을 주지 않는다.

🌟 실생활 속 과학
큰 상자를 눕혀서 밀든 세워서 밀든, 상자의 무게와 바닥 재질이 같다면 미는 데 드는 힘은 크게 다르지 않아요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 마찰력은 두 물체가 맞닿은 면(접촉면)에서 생기는 힘이에요.
2️⃣ 물체가 이미 움직이고 있거나, 움직이려는 경향이 있을 때 그 운동을 '방해'하는 방향으로 작용해요.

❌ 오답 노트
② 마찰력의 크기는 누르는 힘(수직 항력)과 접촉면의 거칠기에 따라 달라지므로 항상 일정하지 않아요.
③ 물체가 정지해 있어도 밀리려는 경향만 있으면 정지 마찰력이 작용할 수 있어요.
④ 접촉면이 매끄러울수록 마찰력은 오히려 작아져요.
⑤ 마찰력은 운동을 '방해'하는 힘이지 '돕는' 힘이 아니에요.

💡 핵심 개념 정리
마찰력 = 접촉면에서 물체의 운동(또는 운동하려는 경향)을 방해하는 방향으로 작용하는 힘

🌟 실생활 속 과학
겨울철 빙판길에서 잘 미끄러지는 것은 얼음과 신발 사이의 마찰력이 매우 작아졌기 때문이에요!

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 마찰력의 크기는 접촉면이 거칠수록 커져요. (ㄱ 맞음)
2️⃣ 또한 물체가 접촉면을 누르는 힘(수직 항력)이 클수록 마찰력도 커져요. 무거운 물체일수록 마찰력이 커지는 것도 이 때문이에요. (ㄴ 맞음)
3️⃣ 하지만 접촉 면적의 넓고 좁음은 마찰력의 크기에 영향을 주지 않아요. (ㄷ 틀림)

❌ 오답 노트
① ㄴ이 빠져 있어 불완전해요.
② ㄱ이 빠져 있어 불완전해요.
④ ㄷ(접촉 면적)은 마찰력에 영향을 주지 않으므로 포함하면 안 돼요.
⑤ ㄷ이 포함되어 있어 틀려요.

💡 핵심 개념 정리
마찰력의 크기 = 접촉면의 거칠기와 수직 항력(누르는 힘)의 크기에 따라 달라짐 (접촉 면적과는 무관)

🌟 실생활 속 과학
등산화 밑창을 거친 재질로 만드는 것은 접촉면의 거칠기를 이용해 마찰력을 크게 하여 미끄러짐을 막기 위해서예요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 물체가 정지해 있는 상태에서 힘을 가해도 움직이지 않는다면, 가한 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 마찰력이 작용하고 있는 거예요.
2️⃣ 이렇게 정지해 있는 물체에 작용하는 마찰력을 '정지 마찰력'이라고 해요.

❌ 오답 노트
② 운동 마찰력은 물체가 실제로 미끄러지며 '운동하고 있을 때' 작용하는 마찰력이에요. 지금은 물체가 정지해 있으므로 해당하지 않아요.
③ 최대 운동 마찰력이라는 별도의 용어는 사용하지 않아요.
④ 구름 마찰력은 바퀴처럼 굴러갈 때 작용하는 마찰력으로, 이 상황과는 달라요.
⑤ 탄성력은 용수철 등이 변형되었다가 되돌아가려는 힘으로 마찰력과는 다른 힘이에요.

💡 핵심 개념 정리
정지 마찰력: 정지해 있는 물체가 움직이려는 경향이 있을 때, 그 물체를 정지 상태로 유지시키는 마찰력

🌟 실생활 속 과학
무거운 책상을 살짝 밀어도 꿈쩍 않는 것은, 미는 힘만큼 정지 마찰력이 반대 방향으로 작용해서 힘의 평형을 이루기 때문이에요.

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ ①, ②, ④, ⑤는 모두 접촉면을 거칠게 하거나 접착력을 높여서 마찰력을 '크게' 만들어 미끄러짐을 막는 예들이에요.
2️⃣ 반면 ③ 회전축에 윤활유를 주입하는 것은 부품 사이의 마찰력을 '줄여서' 기계가 부드럽게 돌아가고 마모를 줄이기 위한 방법이에요.
3️⃣ 따라서 마찰력을 크게 하는 예가 아닌 것은 ③번이에요.

❌ 오답 노트
①, ②, ④, ⑤ 모두 표면을 거칠게 하거나 마찰이 큰 물질을 사용해 미끄러짐을 방지하는, 마찰력을 크게 하는 예에 해당해요.

💡 핵심 개념 정리
마찰력을 크게 하는 방법: 접촉면을 거칠게 한다, 모래나 마찰이 큰 물질을 뿌린다, 홈이나 요철을 만든다 등

🌟 실생활 속 과학
빙판길에 염화칼슘이나 모래를 뿌리는 것은 얼음과 신발(또는 타이어) 사이의 마찰력을 키워 미끄럼 사고를 막기 위한 거예요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 윤활유(기름)를 바르면 접촉면이 매끄러워져서 마찰력이 작아져요.
2️⃣ 그래서 자전거 체인이나 기계의 회전 부품에 윤활유를 발라 마찰력을 줄이고 부드럽게 움직이도록 해요.

❌ 오답 노트
② 눈길에 체인을 감는 것은 바퀴와 눈 사이의 마찰력을 '크게' 하여 미끄러짐을 막기 위한 방법이에요.
③ 등산화 밑창의 홈은 접촉면의 거칠기를 늘려 마찰력을 '크게' 만들어 미끄러짐을 막아요.
④ 컨베이어 벨트를 거칠게 만드는 것은 물건이 미끄러지지 않도록 마찰력을 '크게' 하는 방법이에요.
⑤ 송진 가루는 손과 배트(또는 공) 사이의 마찰력을 '크게' 하여 잘 미끄러지지 않게 해요.

💡 핵심 개념 정리
마찰력을 줄이는 방법: 접촉면을 매끄럽게 하거나 윤활유를 바른다, 바퀴나 롤러를 사용한다 등

🌟 실생활 속 과학
문이 삐걱거릴 때 경첩에 기름을 뿌리면 마찰력이 줄어들어 소리 없이 부드럽게 열리게 돼요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 바퀴가 잠기지 않고 굴러가는 동안에는 타이어와 도로면이 서로 미끄러지지 않으므로 정지 마찰력이 작용해요.
2️⃣ 바퀴가 잠겨 미끄러지면 도로면과 타이어 사이에는 운동 마찰력이 작용해요.
3️⃣ 그런데 최대 정지 마찰력은 운동 마찰력보다 크기 때문에, 바퀴가 미끄러지지 않고 구를 때 더 큰 힘으로 제동할 수 있어서 제동 거리가 짧아지는 거예요. 이것이 ABS(잠김 방지 브레이크)의 원리예요.

❌ 오답 노트
② 바퀴가 미끄러질 때도 운동 마찰력이 분명히 작용해요. 다만 그 크기가 최대 정지 마찰력보다 작을 뿐이에요.
③ 반대로 서술된 오답이에요. 최대 정지 마찰력이 운동 마찰력보다 커요.
④ 브레이크를 밟는다고 타이어의 무게가 줄어드는 것은 아니에요.
⑤ 마찰력의 크기는 정지 마찰력인지 운동 마찰력인지, 또 누르는 힘과 거칠기에 따라 달라져요.

💡 핵심 개념 정리
최대 정지 마찰력은 운동 마찰력보다 크므로, 미끄러지지 않고 굴러가는 상태에서 더 큰 제동력을 얻을 수 있다.

🌟 실생활 속 과학
ABS(Anti-lock Braking System)는 급제동 시 바퀴가 잠기지 않도록 제어해, 최대 정지 마찰력을 이용해 제동 거리를 줄이고 차량이 미끄러지지 않게 해 줘요.

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 책상이 움직이지 않았다는 것은 책상에 작용하는 힘들이 평형을 이루고 있다는 뜻이에요.
2️⃣ 수평 방향으로는 미는 힘 30N과 정지 마찰력만 작용하므로, 두 힘의 크기가 같아야 알짜힘이 0이 되어 정지 상태를 유지할 수 있어요.
3️⃣ 따라서 정지 마찰력의 크기는 미는 힘과 같은 30N이에요.

❌ 오답 노트
① 힘을 가했는데 마찰력이 0이라면 책상은 그 힘의 방향으로 움직였을 거예요.
③, ⑤ 책상의 무게(100N)는 수직 방향의 힘이고, 수평으로 미는 힘(30N)과는 직접적인 크기 관계가 없어요. 정지 마찰력은 미는 힘과 크기가 같아야 해요.
④ 마찰력이 100N이 되려면 미는 힘도 100N이어야 하는데, 문제에서는 30N만 가했어요.

💡 핵심 개념 정리
물체가 정지 상태를 유지할 때, 정지 마찰력의 크기는 물체에 가한 수평 방향 힘의 크기와 같다.

🌟 실생활 속 과학
가벼운 힘으로 밀어도 무거운 옷장이 꼼짝 않는 것은, 미는 힘만큼 정지 마찰력이 반대 방향으로 정확히 작용하고 있기 때문이에요.