정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.3 m0 → 1600 rpm140 kg

질량 140 kg, 회전 반지름 0.3 m인 플라이휠을 정지 상태에서 1600 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 30 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 140 kgk = 0.3 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmt = 30 s
T = N·m
2.쉬움
Or = 0.05 mL = 1.4 m1.45 m1 kg6.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(1 kg, 길이 1.4 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 6.5 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.45 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 1 kgL = 1.4 mmsphere = 6.5 kgr = 0.05 md = 1.45 m
IO = kg·m²
3.보통
L = 0.9 mm = 3.5 kgα

질량 3.5 kg, 길이 0.9 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 = 3.5 kgL = 0.9 mg = 9.81 m/s²
atip = m/s²
4.보통
2.5 kgaαM = 3 kgR = 0.5 m

질량 2.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 3 kg, 반지름 0.5 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 줄의 장력 T을(를) 구하시오.

m = 2.5 kgM = 3 kgR = 0.5 mg = 9.81 m/s²
T = N
5.어려움
원판: 11 kg고리: 15 kgn1​ = 850 rpm

균일한 원판(질량 11 kg, 반지름 0.45 m)이 마찰 없는 수직 축에서 850 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 15 kg이고 반지름이 같은 얇은 고리를 정지 상태에서 축 중심에 맞춰 원판 위에 떨어뜨리면, 둘은 곧 함께 회전한다. 둘의 공통 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

Mdisc = 11 kgMring = 15 kgR = 0.45 mn1 = 850 rpm
n2 = rpm
6.어려움
320 m/s15 g0.85 mL = 1 m9.5 kg

질량 9.5 kg, 길이 1 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 15 g의 총알이 수평으로 320 m/s로 날아와 회전축보다 0.85 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 9.5 kgL = 1 mm = 15 gv = 320 m/sd = 0.85 m
ω = rad/s

정답표

  1. 1. T = 70.37 N·m
  2. 2. IO = 14.33 kg·m²
  3. 3. atip = 14.71 m/s²
  4. 4. T = 9.197 N
  5. 5. n2 = 228 rpm
  6. 6. ω = 1.284 rad/s

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