정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.55 m0 → 1000 rpm160 kg

질량 160 kg, 회전 반지름 0.55 m인 플라이휠을 정지 상태에서 1000 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 240 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 160 kgk = 0.55 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmT = 240 N·m
t = s
2.쉬움
Or = 0.15 mL = 1 m1.15 m0.5 kg4.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(0.5 kg, 길이 1 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 4.5 kg, 반지름 0.15 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.15 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 0.5 kgL = 1 mmsphere = 4.5 kgr = 0.15 md = 1.15 m
IO = kg·m²
3.보통
2 kgaαM = 4.5 kgR = 0.45 m

질량 2 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 = 2 kgM = 4.5 kgR = 0.45 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.보통
ω = ?L = 2.4 mm = 6 kg

질량 6 kg, 길이 2.4 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 = 6 kgL = 2.4 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
5.어려움
320 m/s15 g0.99 mL = 1.1 m3.5 kgφ

질량 3.5 kg, 길이 1.1 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 15 g의 총알이 수평으로 320 m/s로 날아와 회전축보다 0.99 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 연직선에서 가장 크게 흔들리는 각도 φ을(를) 구하시오.

M = 3.5 kgL = 1.1 mm = 15 gv = 320 m/sd = 0.99 mg = 9.81 m/s²
φ = °
6.어려움
θ = 10°vs = 5.5 m

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 10°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 5.5 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 10°s = 5.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s

정답표

  1. 1. t = 21.12 s
  2. 2. IO = 6.158 kg·m²
  3. 3. α = 10.26 rad/s²
  4. 4. ω = 3.502 rad/s
  5. 5. φ = 54.26 °
  6. 6. v = 3.658 m/s

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