정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.15 m0 → 1400 rpm180 kg

질량 180 kg, 회전 반지름 0.15 m인 플라이휠을 정지 상태에서 1400 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 21 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 180 kgk = 0.15 mn1 = 0 rpmn2 = 1400 rpmt = 21 s
T = N·m
2.쉬움
R = 0.25 mn = 2400 rpm40 kg

플라이휠은 질량 40 kg, 반지름 0.25 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 2400 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 40 kgR = 0.25 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
3.보통
2 kgaαM = 20 kgR = 0.3 m

질량 2 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 20 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체의 가속도 a을(를) 구하시오.

m = 2 kgM = 20 kgR = 0.3 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.보통
n = 2500 rpmT = 1480 N·m

모터가 2500 rpm에서 1480 N·m의 토크를 낸다. 출력 P을(를) kW로 구하시오.

T = 1480 N·mn = 2500 rpm
P = kW
5.어려움
0.6 m0.15 mn1​ = 20 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 6 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.6 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 2 kg·m²이다. 이들이 20 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.15 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0.6 mr2 = 0.15 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.어려움
θ = 15°vs = 3 m

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 15°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.4 m이다. 경사면을 따라 3 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 15°s = 3 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.4 m
ω = rad/s

정답표

  1. 1. T = 28.27 N·m
  2. 2. Ek = 39.48 kJ
  3. 3. a = 1.635 m/s²
  4. 4. P = 387.5 kW
  5. 5. n2 = 55.68 rpm
  6. 6. ω = 8.247 rad/s

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