정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.35 m0 → 500 rpm30 kg

질량 30 kg, 회전 반지름 0.35 m인 플라이휠을 정지 상태에서 500 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 26 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 30 kgk = 0.35 mn1 = 0 rpmn2 = 500 rpmt = 26 s
T = N·m
2.쉬움
k = 0.25 m0 → 800 rpm70 kg

질량 70 kg, 회전 반지름 0.25 m인 플라이휠을 정지 상태에서 800 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 120 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 70 kgk = 0.25 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmT = 120 N·m
t = s
3.보통
v = ?1 kgL = 2.1 mm = 1 kg

질량 1 kg, 길이 2.1 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 1 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때 자유단의 속력 v을(를) 구하시오.

m = 1 kgL = 2.1 mmball = 1 kgg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.보통
v = ?L = 0.9 mm = 8 kg

질량 8 kg, 길이 0.9 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 = 8 kgL = 0.9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.어려움
θ = 20°vs = 3.5 m

속 빈 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 20°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 3.5 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 20°s = 3.5 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.어려움
0.7 m0.2 mn1​ = 50 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 2.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.7 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 3.5 kg·m²이다. 이들이 50 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.2 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 3.5 kg·m²m = 2 × 2.5 kgr1 = 0.7 mr2 = 0.2 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. T = 7.401 N·m
  2. 2. t = 3.054 s
  3. 3. v = 6.808 m/s
  4. 4. v = 5.147 m/s
  5. 5. v = 3.754 m/s
  6. 6. n2 = 80.41 rpm

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