정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
k = 0.3 mn = 800 rpm90 kg

질량 90 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.3 m이다. 플라이휠이 800 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 90 kgk = 0.3 mn = 800 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
k = 0.25 m0 → 800 rpm140 kg

질량 140 kg, 회전 반지름 0.25 m인 플라이휠을 정지 상태에서 800 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 24 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 140 kgk = 0.25 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmt = 24 s
T = N·m
3.보통
ω = ?L = 1.3 mm = 5.5 kg

질량 5.5 kg, 길이 1.3 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 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 5.5 kgL = 1.3 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
n = 2600 rpmTb​ = 140 N·mI = 33.5 kg·m²

관성 모멘트가 33.5 kg·m²인 플라이휠이 2600 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 140 N·m를 가한다. 플라이휠이 멈추기 전까지 도는 회전수 N을(를) 구하시오.

I = 33.5 kg·m²n = 2600 rpmTb = 140 N·m
N = rev
5.어려움
θ = 30°vs = 3.5 m

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 3.5 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 30°s = 3.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.어려움
원판: 2 kg고리: 14 kgn1​ = 750 rpm

균일한 원판(질량 2 kg, 반지름 0.4 m)이 마찰 없는 수직 축에서 750 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 14 kg이고 반지름이 같은 얇은 고리를 정지 상태에서 축 중심에 맞춰 원판 위에 떨어뜨리면, 둘은 곧 함께 회전한다. 이 과정에서 잃는 운동 에너지 ΔE을(를) 구하시오.

Mdisc = 2 kgMring = 14 kgR = 0.4 mn1 = 750 rpm
ΔE = J

정답표

  1. 1. Ek = 28.42 kJ
  2. 2. T = 30.54 N·m
  3. 3. ω = 4.758 rad/s
  4. 4. N = 1412 rev
  5. 5. v = 4.952 m/s
  6. 6. ΔE = 460.6 J

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