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수학데이

위치·속도·가속도 — 미분과 적분으로 잇기

같은 시간축 위에 위치 x(t)·속도 v(t)·가속도 a(t) 세 그래프를 나란히. 시간 마커를 움직이며 기울기=미분과 넓이=적분이 셋을 어떻게 잇는지 관찰해요.

위치 x —미분(기울기)→ 속도 v —미분(기울기)→ 가속도 a
가속도 a —적분(넓이)→ 속도 v —적분(넓이)→ 위치 x

운동 종류

등가속도 운동
단진동(진동) 운동

계수 슬라이더


지금 시각 t 의 값

위치 x(t)
–
속도 v(t) = x′(t)
–
가속도 a(t) = v′(t)
–
변위 = ∫₀ᵗ v dt (넓이)
–
속도변화 = ∫₀ᵗ a dt (넓이)
–
확인
–

대표 운동 프리셋

왜 이렇게 이어질까?

미분 = 기울기: 위치 그래프의 접선 기울기가 그 순간의 속도, 속도 그래프의 접선 기울기가 가속도예요. (그래서 세 그래프 접선 색이 아래 그래프 색과 같아요.)

적분 = 넓이: 거꾸로, 가속도 그래프의 넓이(0부터 t까지)가 속도의 변화량, 속도 그래프의 넓이가 위치의 변화량(변위)이에요. 축 위 넓이는 +, 아래는 −.

등가속도 운동: x=x₀+v₀t+½a₀t² → v=v₀+a₀t(직선) → a=a₀(수평선). 항등식 v²=v₀²+2a·Δx.
단진동: x=A·sin(ωt) → v=Aω·cos(ωt) → a=−Aω²·sin(ωt) = −ω²·x (가속도가 위치의 반대쪽!).