		2014학년도 부산대학교 수시모집 일반전형 3 - 학업역량평가 자연계 문제지 (물리)
		지원학과(학부)					수험번호				성명
		【유의사항】 1. 시험시간은 수학과 과학 선택과목 시간을 합하여 100분입니다. 2. 답안은 답안지에 흑색 볼펜으로 작성하시오. 3. 문항 번호를 쓰고, 답을 작성하시오. 4. 학교명, 성명 등 자신의 신상에 관련된 사항을 답안에는 드러내지 마시오. 5. 답안 연습은 연습지를 활용하시오. 6. 답안지, 연습지 및 문제지 모두에 필요한 인적사항을 기입하시오. 7. 필수과목(수학)과 선택과목(물리)의 답안지를 반드시 확인한 후 해당 답안지에 작성하시오.
		※【제시문】을 읽고 다음 물음에 답하시오. (가) 유체에서는 압축에 의해 힘이 전달되기 때문에 유체의 특성을 기술할 때는 보통 압력의 개념을 사용한다. 압력은 물체의 단면에 수직으로 작용하고 있는 힘과 그 힘이 작용하는 면적의 비로 나타낸다. 즉 압력을 [eqn: P], 수직으로 작용하는 힘을 [eqn: F], 힘이 작용하는 면적을 [eqn: A]라고 할 때, [eqn: P = F over A] 이다. 압력의 단위는 [eqn: rm Pa(파스칼)]을 사용하고, 이는 [eqn: rm N/m^2]과 같다. (나) 오른쪽 그림과 같이 통에 액체가 담겨 있는 경우, 액체 표면에서 아래로 내려갈수록 압력은 증가한다. 액체의 밀도를 [eqn: rho], 중력가속도를 [eqn: g]라 할 때, 깊이 [eqn: h]인 지점에서 액체에 의한 압력은 [eqn: P _{액체에~의한~압력} = rho gh]가 된다. 액체 표면에서의 대기압을 [eqn: P_0]라고 하면, 공기와 맞닿아 있는 액체 표면에서의 깊이 [eqn: h]인 지점에서의 압력 [eqn: P]는 [eqn: P = P_0 + rho g h] 가 된다. (다) 유체에 물체가 잠겨있을 때, 유체에 의해 물체에 압력이 작용한다. 물체의 윗부분에서 작용하는 압력보다 아랫부분에서 작용하는 압력이 크기 때문에, 물체에 위쪽 방향으로 힘이 작용하게 된다. 이 힘이 부력이다. 부력의 크기는 유체 속에 잠긴 물체의 부피에 해당하는 유체의 무게와 같다. (라) 유체 속에서 진행하는 물체가 진행 방향에 수직한 축을 중심으로 회전할 때 물체에 힘이 작용한다. 야구 경기에서 투수가 포수에게 야구공을 던질 때 공의 방향을 원하는 대로 바꿈으로써 타자가 공을 치기 어렵게 만든다. 투수가 공을 회전시키면서 던지면 공의 경로가 휘게 되는데, 이를 마그누스 효과라고 한다. (뒷면에 계속) (마) 물체의 운동 상태가 변하기 위해서는 힘이 작용해야 한다. 물체에 힘이 작용하면 그 물체의 빠르기가 변하거나 운동 방향이 바뀐다. 물체에 작용한 힘이 클수록 운동량의 변화가 크다. 즉, 운동량의 변화량은 물체에 작용한 충격량과 같다. 또한, 물체의 운동량 변화량의 방향과 물체에 작용한 힘의 방향은 같다. (바) 어떤 물체라도 다른 물체에 힘을 가하면 자신도 힘을 받게 된다. 한 물체가 다른 물체에 힘을 작용하면 동시에 다른 물체도 그 물체에 같은 크기의 힘을 반대 방향으로 작용한다. 이것을 작용-반작용의 법칙이라고 한다. (사) 빛이 소한 매질에서 밀한 매질로 진행할 때에는 빛의 속도가 느려지면서 굴절각이 입사각보다 항상 작다. 반대로 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때에는 빛의 속도가 빨라지면서 굴절각이 입사각보다 항상 크다. 또한, 파장에 따라 매질 속에서의 빠르기가 다른데, 긴 파장의 빛이 짧은 파장의 빛에 비해 매질 속에서 더 빠르다. [문항 1] <그림 1>의 A는 최대 10 [eqn: rm L]의 물이 들어가는 투명한 수조를 나타낸 것이다. 10 [eqn: rm L]의 물이 가득 찬 이 수조에 B와 같이 가로 10 [eqn: rm cm], 세로 10 [eqn: rm cm], 높이 10 [eqn: rm cm] 이고 밀도가 0.7 [eqn: rmg/cm^3] 인 물체를 물 위에 띄웠다. <그림 1> 1-1. B에서 물체에 작용하는 중력과 부력의 크기를 비교하여 설명하시오. (3점) 1-2. B에서 그릇에 담겨져 있는 물의 무게는 몇 [eqn: rm N]인가? 풀이 과정을 자세히 쓰고, 풀이 과정 중에 단위를 명확하게 적으시오. (단, 물의 밀도는 1 [eqn: rmg/cm^3] 이고, 중력가속도 [eqn: g] = 10 [eqn: rm m/s^2] 이다.) (7점) <그림 2> [문항 2] <그림 2>와 같이 반시계 방향으로 회전하며 진행하는 공의 운동에 대해 다음 두 가지 방법으로 설명하시오. 2-1. 공 주변의 공기의 속력 차이로 인하여 일어나는 현상을 이용하여, 공이 받는 힘의 방향을 설명하고, 공의 경로를 그림으로 나타내시오. (5점) 2-2. 공이 지나가기 전후의 공기의 운동량 변화량에 대해 설명하고, 뉴턴의 운동법칙을 이용하여 공에 작용하는 힘에 대하여 설명하시오. (5점) (다음장에 계속) [문항 3] <그림 3>의 A처럼 위쪽이 뚫려있는 U자관에 물을 가득 채웠다. B는 물을 채운 U자관 오른쪽에 U자관과 단면적이 같은 피스톤을 [eqn: h]만큼 눌러 넣은 것을 나타낸 것이다. 피스톤과 물표면 사이에 공기는 없고, 피스톤은 고정시켰다. C는 피스톤을 계속 고정시킨 상태에서 스포이드를 이용하여 U자관 왼쪽의 물을 2[eqn: h] 높이만큼 빼 낸 것을 나타낸 것이다. (단, 피스톤의 단면적은 [eqn: A], 대기압은 [eqn: P_0], 물의 밀도는 [eqn: rho], 중력가속도는 [eqn: g]이다.) <그림 3> 3-1. B에서 물이 피스톤에 작용하는 압력의 크기를 구하고, 그렇게 구한 이유를 설명하시오. (5점) 3-2. C에서 피스톤이 물에 작용하는 힘의 크기와 방향을 구하고, 그렇게 구한 이유를 설명하시오. (5점) [문항 4] <그림 4>와 같이 투명한 수조에 물을 가득 넣고, 물 속에 빨간색 구슬과 파란색 구슬을 나란하게 넣고 관찰하였다. (단, 눈과 각각의 구슬까지의 직선 거리는 같다.) <그림 4> 4-1. <그림 4>와 같이 물 밖의 임의의 지점에서 파란색 구슬과 빨간색 구슬을 보았다. 두 구슬이 눈에 보이기까지의 빛의 경로를 각각 화살표로 그려서 비교하시오. (단, 답안지에 물이 담긴 수조 하나를 그린 후, 두 빛의 경로를 나타내시오.) (4점) 4-2. <그림 4>의 화살표와 같이 관찰자가 수평 방향으로 이동하면서 구슬을 보았더니, 빨간색 구슬은 보이는데 파란색 구슬은 보이지 않는 영역이 나타났다. 이처럼 구슬의 색에 따라 보이는 영역이 다른 이유를 설명하시오. (6점)
		* 주의사항 : 문제지, 연습지, 답안지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.