정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
Or = 0.05 mL = 1.2 m1.25 m4 kg8 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(4 kg, 길이 1.2 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 8 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.25 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 4 kgL = 1.2 mmsphere = 8 kgr = 0.05 md = 1.25 m
IO = kg·m²
2.쉬움
k = 0.45 m0 → 900 rpm110 kg

질량 110 kg, 회전 반지름 0.45 m인 플라이휠을 정지 상태에서 900 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 160 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 110 kgk = 0.45 mn1 = 0 rpmn2 = 900 rpmT = 160 N·m
t = s
3.보통
ω = ?0.5 kgL = 1.5 mm = 1 kg

질량 1 kg, 길이 1.5 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 0.5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1 kgL = 1.5 mmball = 0.5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
8.5 kgaαM = 8.5 kgR = 0.4 m

질량 8.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 8.5 kg, 반지름 0.4 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 줄의 장력 T을(를) 구하시오.

m = 8.5 kgM = 8.5 kgR = 0.4 mg = 9.81 m/s²
T = N
5.어려움
0.8 m0.2 mn1​ = 60 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 4 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.8 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 4 kg·m²이다. 이들이 60 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.2 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0.8 mr2 = 0.2 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.어려움
4 m/sω

질량 11 kg의 균일한 구이(가) 4 m/s로 미끄러짐 없이 구른다. 회전 운동 에너지 Erot을(를) 구하시오.

m = 11 kgv = 4 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

정답표

  1. 1. IO = 14.43 kg·m²
  2. 2. t = 13.12 s
  3. 3. ω = 3.962 rad/s
  4. 4. T = 27.8 N
  5. 5. n2 = 126.7 rpm
  6. 6. Erot = 35.2 J

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