정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
Or = 0.2 mL = 1.2 m1.4 m2 kg5.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(2 kg, 길이 1.2 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 5.5 kg, 반지름 0.2 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.4 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 2 kgL = 1.2 mmdisc = 5.5 kgr = 0.2 md = 1.4 m
IO = kg·m²
2.쉬움
Or = 0.25 mL = 1.4 m1.65 m5 kg8.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(5 kg, 길이 1.4 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 8.5 kg, 반지름 0.25 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.65 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 5 kgL = 1.4 mmdisc = 8.5 kgr = 0.25 md = 1.65 m
IO = kg·m²
3.보통
0 → 2600 rpmI = 35.5 kg·m²

모터가 관성 모멘트 35.5 kg·m²의 플라이휠을 정지 상태에서 6 s 만에 2600 rpm까지 올린다. 손실을 무시할 때 모터가 내는 평균 일률 Pavg을(를) kW로 구하시오.

I = 35.5 kg·m²n = 2600 rpmt = 6 s
Pavg = kW
4.보통
n = 2500 rpmT = 1000 N·m

모터가 2500 rpm에서 1000 N·m의 토크를 낸다. 출력 P을(를) kW로 구하시오.

T = 1000 N·mn = 2500 rpm
P = kW
5.어려움
0.75 m0.25 mn1​ = 35 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.75 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 5 kg·m²이다. 이들이 35 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.25 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0.75 mr2 = 0.25 mn1 = 35 rpm
n2 = rpm
6.어려움
θ = 30°vs = 4 m

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.4 m이다. 경사면을 따라 4 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 30°s = 4 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.4 m
ω = rad/s

정답표

  1. 1. IO = 11.85 kg·m²
  2. 2. IO = 26.67 kg·m²
  3. 3. Pavg = 219.3 kW
  4. 4. P = 261.8 kW
  5. 5. n2 = 66.11 rpm
  6. 6. ω = 13.24 rad/s

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