| 중력 | 지구가 물체를 끌어당기는 힘 |
| 무게와 질량 | 무게: 물체가 작용하는 중력의 크기 질량: 장소에 관계없이 변하지 않는 물체가 가진 고유한 양 |
| 힘과 운동 | 물체에 힘이 작용하면, 물체의 모양이나 운동 상태가 변한다. |
| 속력 | 움직이는 물체의 위치가 시간에 따라 변하는 정도 |
| 등속 직선 운동 | 속력이 일정한 운동 |
| 자유 낙하 운동 | 정지해 있던 물체가 중력을 받아 지면을 향하여 떨어지는 운동 속력이 점점 증가한다. |
| 운동 에너지 | 운동하는 물체가 가지는 에너지 물체의 질량이나 속력이 클수록 크다. |
역학적 시스템: 힘이 작용하고, 물체의 운동 상태나 모양이 변하는 체계
자연 현상에서 중력의 영향
- 물의 순환은 대류 때문에 일어나는데, 대류는 중력이 있을 때만 일어난다.
- 식물 세포의 세포벽은 무게를 지탱하는데, 중력이 없으면 얇아진다.
- 귀 속 전정기관은 중력 방향으로 움직이며 몸의 평형을 유지한다.
중력에 의한 물체의 운동
① 자유 낙하 운동 (수직 방향 운동 / 등가속도 운동)
- 일정 시간에 이동한 거리가 증가한다.
- 속도가 증가한다.
- 가속도(중력)가 일정하다.
∵ 물체의 이동 방향과 힘이 작용하는 방향이 같기 때문이다.
② 수평으로 던진 물체의 운동 (등속 직선 운동)
- 일정 시간에 이동한 거리가 동일하다.
- 속도가 동일하다.
- 가속도(중력)가 "0"이다.
※ 힘이 "0"이다.
③ 수평 방향으로 더 세게 던지면?
※ 포물선 운동 = (수직 + 수평) 방향 운동
떨어져도 지면에 닿지 않고, 둥근 지구를 한 바퀴 돌아 원래 자리로 돌아온다.
인공위성이나 달과 같이 지구 주위를 회전하는 물체도, 중력이 작용하여 계속 아래로 떨어지는 운동을 한다.
① 관성
물체에 작용하는 알짜힘이 0일 때,
정지해있던 물체는 계속 정지해 있고, 움직이는 물체는 그 상태로 계속 움직이는 성질
$$힘(F)=질량(m)\times관성(a)$$
중력(F)은 질량(m)에 비례한다.
관성(a)은 질량(m)에 비례하지 않는다.
안전띠는 관성을 방지하여 피해를 줄인다.
② 운동량
운동하는 물체의 운동 정도를 나타내는 양
$$운동량(p)=질량(m)\times속도(v)$$
(단위:kg·m/s)
※ 한국은 KMS를 사용한다. (Kg / Meter / Second)
③ 충격량
두 물체가 충돌할 때, 물체가 받은 충격의 정도를 나타내는 양
$$충격량(I)=작용한 힘(F)\times힘이 작용한 시간(Δt)$$
(단위:N·s)
지구 시스템
지구를 구성하는 요소들이 서로 영향을 주고 받는 시스템
생물권: 인간을 포함하여 지구에 사는 모든 생명체
외권: 기권 바깥의 우주
기권(대기권): 지구를 둘러싼 공기의 층
- 성층권은 오존층이 자외선을 흡수해 공기가 따뜻해진다.
- 차가운 공기가 내려가며, 뜨거운 공기가 올라가므로, 대류한다.
수권: 해수, 빙하, 지하수 등 지구에 있는 물
혼합층은 바람에 의해 물이 섞여 수온이 일정하다.
지권: 딱딱한 지구의 겉면과 지구 내부
- 지각: 대륙지각(화강암질)
해양지각(현무암질) - 맨틀 → 유동성 고체
외핵 → 액체
내핵 → 고체
에너지와 순환
태양 에너지: 태양에서 오는 에너지 (기상현상, 광합성)
지구 내부 에너지: 지구 내부의 방사성 물질에서 나오는 에너지 (화산 & 지진, 판의 운동)
조력 에너지: 달과 태양의 인력으로 생기는 에너지 (밀물 & 썰물)
물의 순환
- 수권의 물은 증발하여 기권으로 이동해 구름을 형성한다.
- 생물권의 물은 식물의 증산 작용 등으로 대기 중으로 이동한다.
- 눈으로 내린 물은 지권에 쌓여 빙하가 되고, 빙하는 움직이며 지표를 깎아낸다.
- 비로 내린 물은 지표와 지하를 흐르면서 풍화와 침식 작용을 일으킨다.
탄소 순환
- 화산이 분출할 때 지권의 탄소가 이산화 탄소 형태로 기권으로 나온다.
- 대기 중의 이산화 탄소는 광합성 과정에서 식물로 이동한다.
- 화석 연료의 사용으로 지권의 탄소가 기권으로 이동한다.
- 생명체의 호흡으로 이산화 탄소가 기권으로 방출된다.
- 강물과 지하수는 암석의 탄산 칼슘을 녹여 바다로 운반한다.
- 바닷물에 녹아 있던 탄산 이온이 탄산염으로 해저에 퇴적되어 석회암으로 저장된다.
- 생물의 사체가 해저에 퇴적된 후 오랜 시간이 지나면 화석 연료나 석회암이 된다.
- 기권의 이산화 탄소가 바닷물에 녹아 들어간다.
판
지각과 상부 맨틀 일부를 포함하는 단단한 암석층
- 맨틀 대류에 의해 천천히 움직인다.
- 지진과 화산 활동같은 지권의 변화를 일으킨다.
- 이 과학 이론을 판 구조론이라고 한다.
판의 경계: 판의 상대적인 움직임에 따라 판의 경계를 구분한다.
①발산형 경계 (멀어짐)
- 맨틀 대류 상승
- 판이 갈라지며 마그마 분출
- 새로운 판 생성
- 화산 O
- 지진 (천발) (~70km)
- 해령: 해저 산맥
- 열곡대: 좁고 긴 골짜기 (해령 사이)
②수렴형 경계 (가까워짐)
- 맨틀 대류 하강
- 상대적으로 밀도가 큰 해양판이 대륙판 아래로 섭입
- 판 소멸
- 화산 X
- 지진 (천발, 중발, 심발) (~70km - 300km~)
- 충돌형) 대륙판 + 대륙판, 높은 습곡 산맥이 생긴다.
- 섭입형1) 대륙판 + 해양판, 습곡 산맥과 해구가 생긴다.
- 섭입형2) 해양판 + 해양판, 해구와 호상 열도가 생긴다.
③보존형 경계 (스침)
판이 지나가는 경계
- 화산 X
- 지진 (천발) (~70km)
해령 사이에 생기는 변환 단층이 대표적이다.
생명 시스템
세포: 생명 시스템을 이루는 기본 단위
- 핵: 생명 활동 조절, 유전 정보 저장
- 세포벽: 내부 보호, 형태 유지
- 미토콘드리아: 세포 호흡, 에너지 생성
- 리보솜: 단백질 합성
- 엽록체: 광합성
- 세포막: 물질 출입 조절
세포막: 세포의 안과 밖을 구분하는 경계
선택적 투과성: 산소와 이산화탄소는 인지질 사이를 통과해 이동한다.
물과 포도당은 막단백질을 통로로 이동한다.
확산: 물질이 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 것
- 양파 표피 세포에 소금물을 떨어뜨린다. (저농도 ← 고농도)
세포 안에 있던 물이 밖으로 빠져나온다.
삼투: 막을 경계로 농도 차에 따라 물이 이동하는 현상
물질대사: 생명체 내에서 일어나는 모든 화학 반응
낮은 압력과 체온 범위에서 분해된다.
일반적인 화학 반응은 높은 압력과 고온에서 분해된다.
생체 촉매 / 효소: 생체 내에서 만들어져 물질대사가 빠르게 일어나게 하는 물질
카탈레이스: 생체 내에서 과산하 수소를 물과 산소로 분해하는 물질
효소의 이용
다양한 산업에서 효소를 이용하고 있다. (의약품, 공산품, 환경 분야 등)
- 식품: 미생물이 분비하는 효소의 작용을 이용한다.
- 생활 제품: 세제 원료를 첨가해 세척하거나, 청바지를 탈색할 때 이용한다.
- 환경 분야: 오염 물질 분해, 독성 제거에 이용한다.
- 의학 분야: 질병 진단 분야, 혈당 측정기, 요검사지에 이용한다.
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