정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
k = 0.15 mn = 2800 rpm150 kg

질량 150 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.15 m이다. 플라이휠이 2800 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 150 kgk = 0.15 mn = 2800 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
Or = 0.15 mL = 0.8 m0.95 m3 kg6 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(3 kg, 길이 0.8 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 6 kg, 반지름 0.15 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 0.95 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 3 kgL = 0.8 mmdisc = 6 kgr = 0.15 md = 0.95 m
IO = kg·m²
3.보통
6 kgaαM = 12 kgR = 0.3 m

질량 6 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 12 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 줄의 장력 T을(를) 구하시오.

m = 6 kgM = 12 kgR = 0.3 mg = 9.81 m/s²
T = N
4.보통
n = 2300 rpmTb​ = 200 N·mI = 28 kg·m²

관성 모멘트가 28 kg·m²인 플라이휠이 2300 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 200 N·m를 가한다. 멈추는 데 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

I = 28 kg·m²n = 2300 rpmTb = 200 N·m
t = s
5.어려움
원판: 5 kg고리: 5 kgn1​ = 100 rpm

균일한 원판(질량 5 kg, 반지름 0.3 m)이 마찰 없는 수직 축에서 100 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 5 kg이고 반지름이 같은 얇은 고리를 정지 상태에서 축 중심에 맞춰 원판 위에 떨어뜨리면, 둘은 곧 함께 회전한다. 둘의 공통 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

Mdisc = 5 kgMring = 5 kgR = 0.3 mn1 = 100 rpm
n2 = rpm
6.어려움
원판: 32 kg고리: 13 kgn1​ = 500 rpm

균일한 원판(질량 32 kg, 반지름 0.25 m)이 마찰 없는 수직 축에서 500 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 13 kg이고 반지름이 같은 얇은 고리를 정지 상태에서 축 중심에 맞춰 원판 위에 떨어뜨리면, 둘은 곧 함께 회전한다. 둘의 공통 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

Mdisc = 32 kgMring = 13 kgR = 0.25 mn1 = 500 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. Ek = 145.1 kJ
  2. 2. IO = 6.123 kg·m²
  3. 3. T = 29.43 N
  4. 4. t = 33.72 s
  5. 5. n2 = 33.33 rpm
  6. 6. n2 = 275.9 rpm

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