진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(5 kg, 길이 0.5 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 9 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 0.55 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.
정답이 있는 강체의 회전 학습지
1.쉬움
mrod = 5 kgL = 0.5 mmsphere = 9 kgr = 0.05 md = 0.55 m
IO = kg·m²
2.쉬움
질량 200 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.15 m이다. 플라이휠이 2400 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.
M = 200 kgk = 0.15 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
3.보통
모터가 1900 rpm에서 550 N·m의 토크를 낸다. 출력 P을(를) kW로 구하시오.
T = 550 N·mn = 1900 rpm
P = kW
4.보통
질량 7 kg, 길이 2 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 = 7 kgL = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.어려움
속 빈 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 10°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.2 m이다. 경사면을 따라 3.5 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.
θ = 10°s = 3.5 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.2 m
ω = rad/s
6.어려움
질량 9 kg, 길이 0.5 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 20 g의 총알이 수평으로 240 m/s로 날아와 회전축보다 0.45 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 연직선에서 가장 크게 흔들리는 각도 φ을(를) 구하시오.
M = 9 kgL = 0.5 mm = 20 gv = 240 m/sd = 0.45 mg = 9.81 m/s²
φ = °
정답표
- 1. IO = 3.148 kg·m²
- 2. Ek = 142.1 kJ
- 3. P = 109.4 kW
- 4. v = 7.672 m/s
- 5. ω = 13.37 rad/s
- 6. φ = 30.64 °
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