정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움

플라이휠은 질량 290 kg, 반지름 0.6 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 800 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 E_k을(를) kJ로 구하시오.

M = 290 kgR = 0.6 mn = 800 rpm

E_k = kJ

2.쉬움

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(4 kg, 길이 0.6 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 4 kg, 반지름 0.1 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 0.7 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 I_O을(를) 구하시오.

m_rod = 4 kgL = 0.6 mm_sphere = 4 kgr = 0.1 md = 0.7 m

I_O = kg·m²

3.보통

질량 8 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 13 kg, 반지름 0.45 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 kgM = 13 kgR = 0.45 mg = 9.81 m/s²

T = N

4.보통

질량 4.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 18 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체가 3 m 떨어진 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

m = 4.5 kgM = 18 kgR = 0.3 mg = 9.81 m/s²h = 3 m

v = m/s

5.어려움

질량 1 kg, 길이 0.5 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 50 g의 총알이 수평으로 160 m/s로 날아와 회전축보다 0.2 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 1 kgL = 0.5 mm = 50 gv = 160 m/sd = 0.2 m

ω = rad/s

6.어려움

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 40°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.35 m이다. 경사면을 따라 8.5 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 40°s = 8.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.35 m

ω = rad/s

정답표

1. E_k = 183.2 kJ
2. I_O = 2.456 kg·m²
3. T = 35.18 N
4. v = 4.429 m/s
5. ω = 18.75 rad/s
6. ω = 25 rad/s

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