물체의 움직임을 정확하게 설명하려면 방향과 빠르기를 함께 표시해야 하며, 이런 물리량을 속도라고 합니다. 속도의 크기는 속력은 숫자와 단위만으로 표현되는 스칼라인 반면, 속도는 크기와 방향을 함께 표시해야 하는 벡터입니다. 따라서 화살표를 이용하면 속도를 편리하게 나타낼 수 있으며, 화살표의 방향은 속도의 방향, 화살표의 길이는 속도의 크기는 속력을 의미합니다. 물체의 여러 가지 움직임 중에서 가장 이해하기 쉬운 것은 빠르기와 방향이 달라지지 않으면서 계속 움직이는 것이며, 이러한 운동을 과학에서는 등속도 운동이라고 합니다. 등속도 운동이란 물체의 빠르기와 방향이 달라지지 않는 운동을 의미합니다.
우리는 물체가 움직이는 경우를 단순하게 사람이 걸어가는 것, 자동차가 달리는 것 등으로만 생각하기 쉽습니다. 그러나 어떤 물체가 다른 물체와 함께 움직이는 경우에는 물체의 움직임이 훨씬 복잡해집니다. 북쪽에서 남쪽으로 흘러가는 강물을 동쪽에서 서쪽으로 횡단하는 배의 움직임에 대해서 생각해봅시다. 이러한 움직임을 이해하려면 남쪽으로 흘러가는 강물의 움직임과 서쪽으로 이동하는 배의 움직임을 나누어 생각한 다음, 그 결과를 합해야 합니다.
1. 배가 움직이지 않은 채 남쪽으로 흘러가는 강물 위에 가만히 떠 있다고 하면 배는 강물을 따라 흘러갈 것이므로 북쪽에서 남쪽으로 움직입니다.
2. 배가 흐리지 않는 강물에 뜬 채 서쪽으로 이동한다고 하면, 배는 당연히 출발 지점의 서쪽 건너편 기슭에 도착합니다.
따라서 북쪽에서 남쪽으로 흘러가는 강물을 동쪽에서 서쪽으로 횡단하는 배는 남쪽으로 흘러가는 동시에 서쪽으로 이동합니다. 이 경우 배가 도착하는 지점은 출발 지점의 서쪽 건너편 기슭보다 남쪽이 될 것입니다. 이 배가 정확히 서쪽 건너편 기슭에 닿도록 만들려면 처음부터 배의 추진 방향을 북서쪽으로 치우치게 잡아야 합니다. 그래야만 배가 남쪽으로 흘러가면서 횡단해도 원하는 지점에 도착할 수 있습니다. 이때, 치우치는 각도는 배의 횡단 속도와 강물의 속도의 비율에 따르 달라집니다. 예를 들어 배의 횡단 속도와 강물의 속도가 같으면 45도만큼 북쪽으로 치우치도록 노를 저으면 됩니다.
북쪽으로 이동하던 자동차가 교차로에서 좌회전 신호를 받았다면 방향을 바꾸어서 서쪽으로 움직일 것입니다. 개미들은 이동할 때 한 방향으로 꾸준히 움직이지 못하고 이리저리 돌아다닙니다. 이러한 움직임은 방향이 바뀌는 운동입니다. 일정한 속력으로 달리던 자동차가 교차로에 가까워지면 속력이 점점 줄어들 것입니다. 또한 신호등 앞에 멈춰 있던 자동차가 교차로에 가까워지면 속력이 점점 줄어들 것입니다. 또한 신호등 앞에 멈춰 있던 자동차가 진행 신호를 받으면 속력이 점점 늘어날 것입니다. 이러한 움직임은 빠르기가 달라지는 운동입니다. 나뭇잎이 위아래로 움직이거나 바람개비의 날개가 돌아가는 것은 방향과 빠르기가 모두 변하는 운동입니다. 이처럼 속력이나 방향이 변하는 운동은 속도가 변하는 운동이며, 물리학에서는 가속도 운동이라고 합니다.
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