정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.2 m400 → 1200 rpm120 kg

질량 120 kg, 회전 반지름 0.2 m인 플라이휠을 400 rpm에서 1200 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 8 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 120 kgk = 0.2 mn1 = 400 rpmn2 = 1200 rpmt = 8 s
T = N·m
2.쉬움
k = 0.4 mn = 3000 rpm130 kg

질량 130 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.4 m이다. 플라이휠이 3000 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 130 kgk = 0.4 mn = 3000 rpm
Ek = kJ
3.보통
4.5 kgaαM = 2.5 kgR = 0.45 m

질량 4.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 2.5 kg, 반지름 0.45 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 도르래의 각가속도 α을(를) 구하시오.

m = 4.5 kgM = 2.5 kgR = 0.45 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.보통
v = ?L = 2.3 mm = 2 kg

질량 2 kg, 길이 2.3 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 때 자유단의 속력 v을(를) 구하시오.

m = 2 kgL = 2.3 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.어려움
θ = 30°a

균일한 구이(가) 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 미끄러지지 않기 위한 최소 정지 마찰 계수 μs을(를) 구하시오.

θ = 30°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
μs =
6.어려움
0.6 m0.25 mn1​ = 45 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 1 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.6 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 3 kg·m²이다. 이들이 45 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.25 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0.6 mr2 = 0.25 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. T = 50.27 N·m
  2. 2. Ek = 1026 kJ
  3. 3. α = 17.06 rad/s²
  4. 4. v = 8.227 m/s
  5. 5. μs = 0.165
  6. 6. n2 = 53.57 rpm

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