진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(5 kg, 길이 1.4 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 8 kg, 반지름 0.1 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.5 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.
정답이 있는 강체의 회전 학습지
1.쉬움
mrod = 5 kgL = 1.4 mmdisc = 8 kgr = 0.1 md = 1.5 m
IO = kg·m²
2.쉬움
질량 200 kg, 회전 반지름 0.15 m인 플라이휠을 900 rpm에서 2000 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 100 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.
m = 200 kgk = 0.15 mn1 = 900 rpmn2 = 2000 rpmT = 100 N·m
t = s
3.보통
질량 4 kg, 길이 2.1 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때 자유단의 속력 v을(를) 구하시오.
m = 4 kgL = 2.1 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.보통
질량 6.5 kg, 길이 1 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후 자유단의 가속도 atip을(를) 구하시오.
m = 6.5 kgL = 1 mg = 9.81 m/s²
atip = m/s²
5.어려움
균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 10°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 8 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.
θ = 10°s = 8 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.어려움
질량 6.5 kg의 균일한 원기둥이(가) 2.5 m/s로 미끄러짐 없이 구른다. 전체 운동 에너지 중 회전 운동 에너지가 차지하는 비율 p을(를) 퍼센트로 구하시오.
m = 6.5 kgv = 2.5 m/sI = ½·m·r²
p = %
정답표
- 1. IO = 21.31 kg·m²
- 2. t = 5.184 s
- 3. v = 7.861 m/s
- 4. atip = 14.71 m/s²
- 5. v = 4.412 m/s
- 6. p = 33.33 %
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