정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________ 날짜: ____________

1.쉬움

질량 9 kg, 길이 1.7 m인 균일한 가는 막대가 막대에 수직인 축 O를 중심으로 회전한다. 축은 막대의 중심 G에서 0.75 m 떨어져 있다. 이 축에 대한 질량 관성 모멘트 I_O을(를) 구하시오.

m = 9 kgL = 1.7 md = 0.75 m

I_O = kg·m²

2.쉬움

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(3 kg, 길이 0.6 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 5.5 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 0.65 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 I_O을(를) 구하시오.

m_rod = 3 kgL = 0.6 mm_sphere = 5.5 kgr = 0.05 md = 0.65 m

I_O = kg·m²

3.보통

질량 19.5 kg, 길이 3 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후 핀이 막대에 가하는 수직 힘 R을(를) 구하시오.

m = 19.5 kgL = 3 mg = 9.81 m/s²

R = N

4.보통

관성 모멘트가 32.5 kg·m²인 플라이휠이 2800 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 90 N·m를 가한다. 멈추는 데 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

I = 32.5 kg·m²n = 2800 rpmT_b = 90 N·m

t = s

5.어려움

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 4.5 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 30°s = 4.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²

v = m/s

6.어려움

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 1 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.8 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 5 kg·m²이다. 이들이 25 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.3 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n₂을(를) rpm으로 구하시오.

I₀ = 5 kg·m²m = 2 × 1 kgr₁ = 0.8 mr₂ = 0.3 mn₁ = 25 rpm

n₂ = rpm

정답표

1. I_O = 7.23 kg·m²
2. I_O = 2.689 kg·m²
3. R = 47.82 N
4. t = 105.9 s
5. v = 5.615 m/s
6. n₂ = 30.31 rpm

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