정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
Or = 0.05 mL = 1.1 m1.15 m2.5 kg7.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(2.5 kg, 길이 1.1 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 7.5 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.15 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 2.5 kgL = 1.1 mmsphere = 7.5 kgr = 0.05 md = 1.15 m
IO = kg·m²
2.쉬움
k = 0.55 mn = 2400 rpm260 kg

질량 260 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.55 m이다. 플라이휠이 2400 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 260 kgk = 0.55 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
3.보통
ω = ?L = 1.8 mm = 4 kg

질량 4 kg, 길이 1.8 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 = 4 kgL = 1.8 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
13.5 kgaαM = 15.5 kgR = 0.2 m

질량 13.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 15.5 kg, 반지름 0.2 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 도르래의 각가속도 α을(를) 구하시오.

m = 13.5 kgM = 15.5 kgR = 0.2 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
5.어려움
4.5 m/sω

질량 16.5 kg의 균일한 원기둥이(가) 4.5 m/s로 미끄러짐 없이 구른다. 전체 운동 에너지 중 회전 운동 에너지가 차지하는 비율 p을(를) 퍼센트로 구하시오.

m = 16.5 kgv = 4.5 m/sI = ½·m·r²
p = %
6.어려움
0.9 m0.25 mn1​ = 45 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 4.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.9 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 2 kg·m²이다. 이들이 45 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.25 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 4.5 kgr1 = 0.9 mr2 = 0.25 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. IO = 10.93 kg·m²
  2. 2. Ek = 2484 kJ
  3. 3. ω = 4.044 rad/s
  4. 4. α = 31.16 rad/s²
  5. 5. p = 33.33 %
  6. 6. n2 = 163.1 rpm

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