1. 다음은 휠체어 추진 동작의 원리를 알아 본 교사의 탐구 자료이다. <작성 방법>에 따라 순서대로 서술하시오.

(중등교사임용시험 2020학년도 체육 전공 A 8번) 휠체어 육상 선수가 손바닥과 휠체어 손잡이(handrim) 표면 사이의 마찰력을 이용해 질주하고 있을 때 작용하고 있는 힘과 동작의 원리를 알아보면 다음과 같다. ⚪ 휠체어 제원 손잡이 반지름(바퀴의 회전축에서 손잡이 표면까지의 거리): 0.5m 바퀴 반지름(바퀴의 회전축에서 바퀴 표면까지의 거리): 0.7m ⚪ 손바닥과 손잡이 표면 사이의 마찰계수 정지 마찰계수(coefficient of static friction): 0.5 운동 마찰계수(coefficient of kinetic friction): 0.4

⚪ 손잡이와 함께 회전하는 손의 속도와 가속도 휠체어 바퀴가 10 rad/s의 각속도로 회전하는 순간, 손바닥이 손잡이와 접촉하고 있다면 손의 접선속도 (tangential velocity)의 크기는 ( ◯ㄱ )m/s이고, 구심 가속도(radial acceleration)의 크기는 ( ㉡ )m/s2 임(단, 손잡이 표면과 손의 질량 중심 사이의 거리는 0으로 가정). ◦ 손바닥이 손잡이에서 미끄러지지 않은 상태를 유지하면서 100N의 마찰력(Ff)을 발생시키기 위해 선수의 손이 손잡이에 가해야 할 최소한의 수직항력(FN) 크기를 풀이 과정과 함께

굴러가는 물체에는 정지마찰력이 작용하므로(정지마찰력=마찰계수x수직항력) Ff=μ∙N, 100N=0.5∙N, 수직항력(N)=100N/0.5=200N ∴수직항력=200N ㉠:5 v=rw=0.5m∙10rad/s=5m/s ㉡:50 ac=v2/r 2. 다음은 교사가 고속으로 동영상을 촬영할 수 있는 스마트폰을 이용하여 수직 점프 시 신체질량중심(Center of Mass; COM)의 수직 속도를 측정한 내용이다. 괄호 안의 ㉠, ㉡에 해당하는 값을 순서대로 쓰시오. (중등교사임용시험 2020학년도 체육 전공 B 2번)

수직 점프를 하는 동안 이 학생의 신체질량중심의 최고 높이는 지면으로부터 ( ㉠ )m이고, 최대 운동에너지는 ( ㉡ )J 이다(단, 이륙 시 신체질량중심 높이는 지면으로부터 1m, 중력 가속도의 크기는 10m/s2, 이륙 후에는 중력 이외에 작용하는 모든 외력은 무시한다). 정점까지의 시간=2m/s÷10m/s=0.2s, 아래 그림에서 정점까지의 높이(S)=1/2∙0.2s∙2m/s=0.2m, 따라서 지면으로부터의 높이=1m÷0.2m=1.2m 운동에너지=1/2mv^2+mgh=1/2∙50kg∙(2m/s)^2+50kg∙10m/s^2∙1m =600N∙M=600J

3. 다음은 농구공 패스 동작을 운동역학적으로 분석하는 과정이다. <작성 방법>에 따라 순서대로 서술하시오.

(중등교사임용시험 2020학년도 체육 전공 B 11번) 그림과 같이 철수는 정면에 있는 영희로부터 받은 공을 연속 동작으로 다시 영희에게 패스하고 있다. 질량이 0.5kg인 농구공이 철수의 손에 닿는 순간의 수평 선속도는 –10m/s였고(A), 잠시 정지했다가(B), 철수의 손에서 떠났다(C). A에서 C까지의 소요 시간은 0.2초, 이 기간 동안 철수의 손이 공에 가한 평균 수평 힘의 크기는 50N, 방향은 그림의 vball과 같다.