정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.45 m600 → 1800 rpm30 kg

질량 30 kg, 회전 반지름 0.45 m인 플라이휠을 600 rpm에서 1800 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 10 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 30 kgk = 0.45 mn1 = 600 rpmn2 = 1800 rpmt = 10 s
T = N·m
2.쉬움
Or = 0.1 mL = 1.3 m1.4 m0.5 kg3.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(0.5 kg, 길이 1.3 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 3.5 kg, 반지름 0.1 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.4 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 0.5 kgL = 1.3 mmdisc = 3.5 kgr = 0.1 md = 1.4 m
IO = kg·m²
3.보통
ω = ?L = 0.6 mm = 10 kg

질량 10 kg, 길이 0.6 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 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 10 kgL = 0.6 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
6 kgaαM = 4.5 kgR = 0.45 m

질량 6 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 4.5 kg, 반지름 0.45 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 도르래의 각가속도 α을(를) 구하시오.

m = 6 kgM = 4.5 kgR = 0.45 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
5.어려움
θ = 15°vs = 9 m

속 빈 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 15°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.1 m이다. 경사면을 따라 9 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 15°s = 9 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.1 m
ω = rad/s
6.어려움
160 m/s50 g1.12 mL = 1.8 m9.5 kg

질량 9.5 kg, 길이 1.8 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 50 g의 총알이 수평으로 160 m/s로 날아와 회전축보다 1.12 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 9.5 kgL = 1.8 mm = 50 gv = 160 m/sd = 1.12 m
ω = rad/s

정답표

  1. 1. T = 76.34 N·m
  2. 2. IO = 7.159 kg·m²
  3. 3. ω = 7.004 rad/s
  4. 4. α = 15.85 rad/s²
  5. 5. ω = 52.37 rad/s
  6. 6. ω = 0.868 rad/s

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