정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
R = 0.4 mn = 2500 rpm170 kg

플라이휠은 질량 170 kg, 반지름 0.4 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 2500 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 170 kgR = 0.4 mn = 2500 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
k = 0.4 m0 → 800 rpm200 kg

질량 200 kg, 회전 반지름 0.4 m인 플라이휠을 정지 상태에서 800 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 140 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 200 kgk = 0.4 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmT = 140 N·m
t = s
3.보통
n = 900 rpmTb​ = 100 N·mI = 28 kg·m²

관성 모멘트가 28 kg·m²인 플라이휠이 900 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 100 N·m를 가한다. 플라이휠이 멈추기 전까지 도는 회전수 N을(를) 구하시오.

I = 28 kg·m²n = 900 rpmTb = 100 N·m
N = rev
4.보통
n = 800 rpmP = 196.5 kW

축이 800 rpm에서 196.5 kW를 전달한다. 축의 토크 T을(를) 구하시오.

P = 196.5 kWn = 800 rpm
T = N·m
5.어려움
θ = 30°as = 7 m

속 빈 구이(가) 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 정지 상태에서 출발한다. 경사면을 따라 7 m 구르는 데 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 7 m
t = s
6.어려움
0.9 m0.2 mn1​ = 40 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 5 kg·m²이다. 이들이 40 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.2 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 4.5 kgr1 = 0.9 mr2 = 0.2 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. Ek = 466.1 kJ
  2. 2. t = 19.15 s
  3. 3. N = 197.9 rev
  4. 4. T = 2346 N·m
  5. 5. t = 2.181 s
  6. 6. n2 = 91.72 rpm

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