정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
R = 0.6 mn = 1200 rpm270 kg

플라이휠은 질량 270 kg, 반지름 0.6 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 1200 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 270 kgR = 0.6 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
L = 2.8 mGOd = 0.65 mm = 1.5 kg

질량 1.5 kg, 길이 2.8 m인 균일한 가는 막대가 막대에 수직인 축 O를 중심으로 회전한다. 축은 막대의 중심 G에서 0.65 m 떨어져 있다. 이 축에 대한 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

m = 1.5 kgL = 2.8 md = 0.65 m
IO = kg·m²
3.보통
ω = ?5 kgL = 1.2 mm = 1 kg

질량 1 kg, 길이 1.2 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1 kgL = 1.2 mmball = 5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
ω = ?L = 2.2 mm = 1.5 kg

질량 1.5 kg, 길이 2.2 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 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1.5 kgL = 2.2 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
5.어려움
0.7 m0.15 mn1​ = 20 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 4.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.7 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 5 kg·m²이다. 이들이 20 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.15 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 4.5 kgr1 = 0.7 mr2 = 0.15 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.어려움
원판: 20 kg고리: 16 kgn1​ = 100 rpm

균일한 원판(질량 20 kg, 반지름 0.25 m)이 마찰 없는 수직 축에서 100 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 = 20 kgMring = 16 kgR = 0.25 mn1 = 100 rpm
ΔE = J

정답표

  1. 1. Ek = 383.7 kJ
  2. 2. IO = 1.614 kg·m²
  3. 3. ω = 4.106 rad/s
  4. 4. ω = 3.657 rad/s
  5. 5. n2 = 36.17 rpm
  6. 6. ΔE = 21.09 J

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