정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.35 mn = 2700 rpm200 kg

질량 200 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.35 m이다. 플라이휠이 2700 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 200 kgk = 0.35 mn = 2700 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
Or = 0.25 mL = 1.3 m1.55 m0.5 kg1.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(0.5 kg, 길이 1.3 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 1.5 kg, 반지름 0.25 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.55 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 0.5 kgL = 1.3 mmdisc = 1.5 kgr = 0.25 md = 1.55 m
IO = kg·m²
3.보통
n = 1600 rpmTb​ = 200 N·mI = 33.5 kg·m²

관성 모멘트가 33.5 kg·m²인 플라이휠이 1600 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 200 N·m를 가한다. 플라이휠이 멈추기 전까지 도는 회전수 N을(를) 구하시오.

I = 33.5 kg·m²n = 1600 rpmTb = 200 N·m
N = rev
4.보통
ω = ?L = 1.7 mm = 9 kg

질량 9 kg, 길이 1.7 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 = 9 kgL = 1.7 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
5.어려움
0.6 m0.3 mn1​ = 55 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 5.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.6 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 5 kg·m²이다. 이들이 55 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.3 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 5.5 kgr1 = 0.6 mr2 = 0.3 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.어려움
θ = 20°a

균일한 구이(가) 수평면과 20°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 중심의 가속도 a을(를) 구하시오.

θ = 20°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²

정답표

  1. 1. Ek = 979.3 kJ
  2. 2. IO = 3.932 kg·m²
  3. 3. N = 374.2 rev
  4. 4. ω = 4.161 rad/s
  5. 5. n2 = 82.27 rpm
  6. 6. a = 2.397 m/s²

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