교내 논술대회 어떻게 해야할까요?

[가] 영화 <스파이더맨>은 2002년 1편을 시작으로 2012년도까지 총 4편이 제작되었다. 영화는 선과 악의 대결에서 선이 승리한다는 단순한 구조를 가지고 있지만 주인공의 손에서 나오는 거미줄과 벽을 자유자재로 기어 다니는 많은 특수효과가 어우러져 있는 화려한 화면으로 재미를 더 하고 있다. 영화에서는 [그림 1]에서 보는 바와 같이 스파이더맨이 40층 빌딩(한 층의 높이는 2.5m 정도)에서 떨어진 사람을 구하기 위해 뒤쫓아 뛰어내린다.

[나] 낙하운동은 공기 저항이 없다는 가정 하에 손에 들고 있는 물체를 가만히 놓아서 떨어뜨릴 때와 같이 정지 상태로부터 낙하하는 물체의 운동이다. 공기의 저항이 없는 상태에서는 두 물체가 동시에 떨어진다. 이것은 물체에 작용하는 힘이 중력뿐인 경우 물체가 낙하할 때 생기는 가속도는 질량에 관계없이 같다는 것을 의미한다. 공기 저항이 없는 자유낙하운동에서 속도는 중력과 시간의 곱으로 산출한다.

[다] 높은 곳에서 떨어지는 공의 속도는 일정한 비율로 점점 빨라진다. 이와 같이 운동하는 물체의 속도가 일정하게 증가하면 물체의 가속도가 일정한데 이러한 물체의 운동을 등가속도 직선운동이라고 한다. [그림 2]의 속도-시간 그래프에서 면적은 등가속도의 이동거리(s)를 의미한다.

[라] 질량이 인 스카이다이버에게 작용하는 힘은 중력과 공기 저항력이 있다. 공기 저항력이 속도에 비례한다면, 스카이다이버에게는 연직 아래 방향으로 중력 가 작용하고, 반대방향으로는 스카이다이버의 속도 에 비례하는 공기 저항력 ( 는 공기의 밀도, 물체의 형상, 표면적, 표면상태 등에 따라 달라지는 비례상수)가 작용한다. 따라서 스카이다이버의 가속도를 라고 하면 라는 식이 성립한다. 이 식에서 중력 가 일정하다고 할 때, 낙하하면서 속도 가 점점 커지므로 공기 저항력은 점점 커진다. 따라서 스카이다이버에게 작용하는 힘의 합력이 점점 감소하여 가속도가 점점 감소하는 운동을 한다. 이때 스카이다이버에게 작용하는 중력과 공기 저항력이 같게 되면 스카이다이버에게 작용하는 힘의 합력이 이 되어 등속도 운동을 한다. 이때의 속력을 종단 속도라 한다.