물리학 1: 역학: 연습 문제와 시험 문제

대학 물리학의 첫 과목: 등가속도 운동, 뉴턴 법칙, 포물선 운동, 원운동, 일과 에너지, 운동량, 진동. 시험 문제는 알맞은 원리를 고를 수 있는지를 보므로, 문제마다 어떤 원리가 필요한지 알아보는 연습을 하세요.

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이 강의의 주제

  1. 운동학가속 · 제동 · 연직 투사계산 문제
  2. 뉴턴 법칙마찰이 있는 밀기 · 경사면 · 탁자와 도르래계산 문제
  3. 포물선 운동수평 투사 · 지면에서 투사 · 높은 곳에서 투사계산 문제
  4. 원운동구심력 · 커브에서의 마찰 · 연직 원운동계산 문제
  5. 일과 에너지자유 낙하 · 마찰이 있는 경사면 · 경사로, 마찰, 스프링계산 문제
  6. 운동량과 충돌완전 비탄성 · 탄성 · 충격량과 힘계산 문제
  7. 용수철과 진자용수철 진자 · 단진자 · 속력, 가속도, 에너지계산 문제
  8. 파동, 소리, 광학파동의 속력, 음의 세기 수준, 굴절 · 정상파, 렌즈, 도플러 · 간섭, 회절 격자, 거울, 광섬유계산 문제

물리학 1: 역학 시험 팁

  • 힘 문제는 언제나 자유물체도를 그리고 양의 방향을 하나 정하는 것부터 시작하세요.
  • 시간을 묻지 않으면 대개 힘과 운동학보다 에너지 방법이 더 빠릅니다.
  • 충돌에서 운동량은 보존됩니다. 운동 에너지까지 보존되는 것은 탄성 충돌뿐입니다.

예제 풀이

운동학쉬움
t (s)v (m/s)20 s10

기차가 20 s 동안 15 m/s에서 10 m/s로 균일하게 감속한다. 그동안 이동한 거리 s을(를) 구하시오.

v₀ = 15 m/sv = 10 m/st = 20 s

구하는 값: s (m)

힌트 보기
  1. 가속도가 일정하면 평균 속력은 처음 속력과 나중 속력의 평균입니다.
  2. s = (v₀ + v)/2 · t. 이것은 v–t 그래프 아래의 넓이입니다.
  3. 평균 속력 = 12.5 m/s.
정답과 단계별 풀이 보기

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

평균 속력

(v₀ + v)/2 = (15 + 10)/2 = 12.5 m/s

거리

s = 12.5·20 = 250 m

답

s = 250 m
뉴턴 법칙보통
25 kg35°F = 140 Nμ = 0.25

25 kg 썰매를 수평 위 35° 방향의 로프로 140 N의 힘으로 평평한 눈 위에서 끈다. 운동 마찰 계수는 0.25이다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 썰매의 가속도 a을(를) 구하시오.

m = 25 kgF = 140 Nθ = 35°μ = 0.25g = 9.81 m/s²

구하는 값: a (m/s²)

힌트 보기
  1. 당기는 힘을 F·cos θ(앞쪽)와 F·sin θ(위쪽)로 나눕니다.
  2. 수직 방향: N + F·sin θ = m·g. 마찰은 μ·N입니다.
  3. N = 164.9 N.
정답과 단계별 풀이 보기

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

수직항력

N = m·g − F·sin θ = 245.3 − 140·sin 35° = 164.9 N

수평 방향의 힘

m·a = F·cos θ − μ·N = 114.7 − 41.24
a = 73.44/25 = 2.938 m/s²

답

a = 2.938 m/s²

연습 방법

  • “이 강의 연습하기”는 실제 시험처럼 모든 주제의 문제를 섞어서 냅니다.
  • 문제마다 값이 새로 바뀌므로 답이 아니라 푸는 방법을 익히게 됩니다.
  • 막혔나요? 먼저 작은 힌트를 열고, 필요할 때만 전체 해설을 보세요.
  • 모의고사는 제한 시간이 있고 힌트가 없으며, 끝나면 점수와 함께 전체 풀이를 검토할 수 있습니다.

이 강의의 계산기

포물선 운동 계산기운동학 계산기(SUVAT)구심력 계산기충돌 및 운동량 계산기진자 및 용수철 주기 계산기스프링 상수 계산기(훅의 법칙)운동 에너지 계산기(위치 에너지, 일, 일률 포함)자유 낙하 계산기(시간, 높이, 충돌 속력)공학 단위 변환기가속도 계산기(평균 속도 포함)

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