정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
Or = 0.2 mL = 1.3 m1.5 m4.5 kg1.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(4.5 kg, 길이 1.3 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 1.5 kg, 반지름 0.2 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.5 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 4.5 kgL = 1.3 mmsphere = 1.5 kgr = 0.2 md = 1.5 m
IO = kg·m²
2.쉬움
k = 0.3 m400 → 2000 rpm70 kg

질량 70 kg, 회전 반지름 0.3 m인 플라이휠을 400 rpm에서 2000 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 66 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 70 kgk = 0.3 mn1 = 400 rpmn2 = 2000 rpmT = 66 N·m
t = s
3.보통
L = 1.9 mm = 4 kgα

질량 4 kg, 길이 1.9 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후 자유단의 가속도 atip을(를) 구하시오.

m = 4 kgL = 1.9 mg = 9.81 m/s²
atip = m/s²
4.보통
n = 1900 rpmT = 130 N·m

모터가 1900 rpm에서 130 N·m의 토크를 낸다. 출력 P을(를) kW로 구하시오.

T = 130 N·mn = 1900 rpm
P = kW
5.어려움
θ = 40°vs = 10 m

얇은 후프이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 40°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 10 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 40°s = 10 mI = m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.어려움
원판: 38 kg고리: 16 kgn1​ = 150 rpm

균일한 원판(질량 38 kg, 반지름 0.1 m)이 마찰 없는 수직 축에서 150 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 16 kg이고 반지름이 같은 얇은 고리를 정지 상태에서 축 중심에 맞춰 원판 위에 떨어뜨리면, 둘은 곧 함께 회전한다. 이 과정에서 잃는 운동 에너지 ΔE을(를) 구하시오.

Mdisc = 38 kgMring = 16 kgR = 0.1 mn1 = 150 rpm
ΔE = J

정답표

  1. 1. IO = 5.934 kg·m²
  2. 2. t = 15.99 s
  3. 3. atip = 14.71 m/s²
  4. 4. P = 25.87 kW
  5. 5. v = 7.941 m/s
  6. 6. ΔE = 10.72 J

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