정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
R = 0.3 mn = 2600 rpm210 kg

플라이휠은 질량 210 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 2600 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 210 kgR = 0.3 mn = 2600 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
L = 1.3 mGOd = 0.25 mm = 11.5 kg

질량 11.5 kg, 길이 1.3 m인 균일한 가는 막대가 막대에 수직인 축 O를 중심으로 회전한다. 축은 막대의 중심 G에서 0.25 m 떨어져 있다. 이 축에 대한 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

m = 11.5 kgL = 1.3 md = 0.25 m
IO = kg·m²
3.보통
3 kgaαM = 11 kgR = 0.15 m

질량 3 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 11 kg, 반지름 0.15 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체의 가속도 a을(를) 구하시오.

m = 3 kgM = 11 kgR = 0.15 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.보통
ω = ?L = 0.6 mm = 6.5 kg

질량 6.5 kg, 길이 0.6 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 = 6.5 kgL = 0.6 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
5.어려움
0.6 m0.35 mn1​ = 35 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 1.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.6 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 2.5 kg·m²이다. 이들이 35 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.35 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 2.5 kg·m²m = 2 × 1.5 kgr1 = 0.6 mr2 = 0.35 mn1 = 35 rpm
n2 = rpm
6.어려움
원판: 32 kg고리: 11 kgn1​ = 950 rpm

균일한 원판(질량 32 kg, 반지름 0.4 m)이 마찰 없는 수직 축에서 950 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 11 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 = 32 kgMring = 11 kgR = 0.4 mn1 = 950 rpm
ΔE = J

정답표

  1. 1. Ek = 350.3 kJ
  2. 2. IO = 2.338 kg·m²
  3. 3. a = 3.462 m/s²
  4. 4. ω = 7.004 rad/s
  5. 5. n2 = 43.7 rpm
  6. 6. ΔE = 5161 J

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