26 6월 모의고사 13번과 26 9월 모의고사 19번을 바탕으로 2026학년도 수능에 출제될 문제의 출제 경향을 예상해본다.
26 6월 모의고사 13번ㄱ. A와 B는 각각 정역학 평형 상태이므로, 연직 수압 경도력=중력이 성립하여 수압은 \(\rho gh\)이다. ㉠과 ㉡에서 수압은 같고, 중력 가속도는 일정한데 해수층의 두께는 \(\rho_{1}\)층의 두께가 \(\rho_{2}\)층의 두께보다 두꺼우므로 \(\rho_{1}\)<\(\rho_{2}\)이다.
ㄴ. 두 물 기둥에는 중력이 작용하고, 정역학 평형 상태이므로 연직 수압 경도력의 크기는 중력의 크기와 같다.
ㄷ. ㉠과 ㉡에서의 수압이 같으며, \(\rho_{3}\)층의 두께는 A보다 B가 두꺼우므로 P=\(\rho gh\)에 의해 지점 ㉢에서의 수압이 ㉣에서의 수압보다 작다.
26 9월 모의고사 19번
ㄱ. 수평 수압 경도력은 경사가 높은 곳에서 낮은 곳 방향으로 작용하므로 서쪽으로 작용하며, 지형류 평형을 이루므로 전향력은 수압 경도력과 반대 방향인 동쪽으로 작용한다. 북반구 해역이므로 지형류는 수압 경도력의 오른쪽 직각 방향인 북쪽으로 흐른다.
ㄴ. 지형류의 속력\(= g(\Delta z/\Delta x) \times (1/2\Omega\sin\Theta)\) 가 성립하므로 지형류 유속은 해수층 경사 (\(\Delta z/\Delta x\))에 비례한다. 지점 P에서 지형류의 속력을 \(V_{P}\), 지점 Q에서 지형류의 속력을 \(V_{Q}\)라고 하면
\(V_{P}/V_{Q}\)\(= (3 \times 10^{5}m)/(2 \times 10^{5}m)\)=1.5이다.ㄷ. 압력 P=\(\rho gZ\)가 성립하여 \(\rho_{1}(0.2 + d)\)=\(\rho_{2}d\)이므로 계산하면 \(d\)\(= 51.2m\)이다.
연계 분석
시각적 연계
두 문항 모두 정역학 평형 상태의 해수에 작용하는 힘에 관한 문제로, 출제 소재가 비슷하다.
해수층 단면과 밀도가 주어진다는 점에서 자료도 유사한 점이 있다고 볼 수 있다. 두 문항 모두 정역학 방정식(P=ρgZ)을 이용한 문제풀이가 필요하다는 점에서 선지 구성 및 문제 풀이의 유사성을 지니고 있는 것으로도 파악된다.
해설적 연계
알고 있는 역학 방정식을 통해 묻고 있는 물리량을 유추 및 계산해야 한다는 풀이 방식이 비슷한 문항이다.
다만 연직 수압 경도력을 묻는 6월 평가원 문항에서는 비례 관계를 이용하여 대소 비교하는 선지를 출제했다면 수평 수압 경도력을 묻는 9월 평가원 문항에서는 더 구체적인 계산을 문제 해결에 필요로 하고 있다.
그러나 두 문항 모두 공식을 이용하여 물리량을 추론해야 한다는 큰 맥락에서는 풀이 흐름이 유사하다.
출제자 관점에서의 연계 포인트
두 문항 모두 해수에서의 역학 관계를 이해하는 것이 중요하다.
공식을 단순 암기하는 것이 아닌, 해수층에 작용하는 힘의 관계를 이해하여 역학 방정식을 자유롭게 활용하는 역량을 문항 출제를 통해 묻고 있는 것으로 보인다.
최상위권의 관점에서 보는 연계 포인트
정역학 평형이라는 상황이 주어졌을 때 기본 정역학 공식이 선지 해결에 필요할 수 있다는 것을 바로 떠올려야 하며, 주어진 상황에 따라 필요한 공식을 차례로 적용하며 문제를 해결해야 한다.
또 밀도가 다른 서로 다른 두 해수층 단면 그림은 자주 출제되는 그림이므로 해당 상황에서 자주 쓰이는 풀이 공식들은 미리 정리하여 바로 문제 풀이에 적용하여 계산을 최대한 간단화할 수 있도록 연습해야 한다.
이 문항들을 눈여겨보아야 했을 이유
두 문항 중에서도 특히 9월 평가원 19번(경사진 해수층과 지형류 관련 문항)은 25학년도 수능에서도 출제된 바 있는 빈출 유형이다.
올해 역시 6월 및 9월 문항에서 해수에 작용하는 힘의 관계를 묻는 문항이 등장하였으므로 해수에 작용하는 힘의 관계와 관련된 역학 공식들은 반드시 깊이 있게 이해하고 자유롭게 개념을 활용할 수 있도록 숙지하고 넘어가야 할 필요성이 있다.
빈출 유형인 만큼 신유형에 비해 연습을 통한 극복 가능성이 더 높으므로 유사한 유형의 문항이 출제되었을 때 반드시 맞출 수 있도록 충분히 연습할 필요가 있어 보이는 소재이다.
개념적으로 바라보았을 때, 수압 경도력에서의 역학 방정식은 바로 이어 나오는 대기 단원의 기압 경도력에서도 거의 유사하게 등장한다.
수압 경도력과 지형류, 기압 경도력과 지균풍의 이해에 필요한 물리 및 역학 원리가 유사하므로(ex. 정역학 방정식, 지균풍 풍속 등) 평가원에서 해수층에 작용하는 힘을 소재로 출제한 문항의 아이디어를 대기에 작용하는 힘 단원에 적용하여 출제할 가능성도 고려할 수 있다.
이용하는 역학 원리가 매우 비슷하므로 해수와 관련된 문제를 잘 정리하여 이해하고 넘어갈 경우 대기와 관련하여 유사한 역학 문제가 출제되었을 때 훨씬 수월하게 접근할 수 있을 것으로 보인다.