정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
k = 0.5 mn = 2600 rpm210 kg

질량 210 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.5 m이다. 플라이휠이 2600 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 210 kgk = 0.5 mn = 2600 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
R = 0.45 mn = 600 rpm20 kg

플라이휠은 질량 20 kg, 반지름 0.45 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 600 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 20 kgR = 0.45 mn = 600 rpm
Ek = kJ
3.보통
2.5 kgaαM = 10.5 kgR = 0.5 m

질량 2.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 10.5 kg, 반지름 0.5 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 도르래의 각가속도 α을(를) 구하시오.

m = 2.5 kgM = 10.5 kgR = 0.5 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.보통
L = 1.7 mm = 9 kgα

질량 9 kg, 길이 1.7 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후 핀이 막대에 가하는 수직 힘 R을(를) 구하시오.

m = 9 kgL = 1.7 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.어려움
원판: 40 kg고리: 15 kgn1​ = 350 rpm

균일한 원판(질량 40 kg, 반지름 0.1 m)이 마찰 없는 수직 축에서 350 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 15 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 = 40 kgMring = 15 kgR = 0.1 mn1 = 350 rpm
ΔE = J
6.어려움
0.85 m0.35 mn1​ = 60 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 2.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.85 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 5 kg·m²이다. 이들이 60 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.35 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 2.5 kgr1 = 0.85 mr2 = 0.35 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. Ek = 1946 kJ
  2. 2. Ek = 3.997 kJ
  3. 3. α = 6.329 rad/s²
  4. 4. R = 22.07 N
  5. 5. ΔE = 57.57 J
  6. 6. n2 = 92.07 rpm

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