정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.45 mn = 600 rpm150 kg

질량 150 kg의 플라이휠은 자신의 축에 대한 회전 반지름이 0.45 m이다. 플라이휠이 600 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 150 kgk = 0.45 mn = 600 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
k = 0.35 m0 → 700 rpm60 kg

질량 60 kg, 회전 반지름 0.35 m인 플라이휠을 정지 상태에서 700 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 54 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 60 kgk = 0.35 mn1 = 0 rpmn2 = 700 rpmT = 54 N·m
t = s
3.보통
L = 2.4 mm = 15 kgα

질량 15 kg, 길이 2.4 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후의 각가속도 α을(를) 구하시오.

m = 15 kgL = 2.4 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.보통
0 → 1400 rpmI = 29 kg·m²

모터가 관성 모멘트 29 kg·m²의 플라이휠을 정지 상태에서 54 s 만에 1400 rpm까지 올린다. 손실을 무시할 때 모터가 내는 평균 일률 Pavg을(를) kW로 구하시오.

I = 29 kg·m²n = 1400 rpmt = 54 s
Pavg = kW
5.어려움
420 m/s35 g1.52 mL = 1.8 m6 kgφ

질량 6 kg, 길이 1.8 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 35 g의 총알이 수평으로 420 m/s로 날아와 회전축보다 1.52 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 연직선에서 가장 크게 흔들리는 각도 φ을(를) 구하시오.

M = 6 kgL = 1.8 mm = 35 gv = 420 m/sd = 1.52 mg = 9.81 m/s²
φ = °
6.어려움
0.8 m0.25 mn1​ = 50 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 1 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.8 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 4.5 kg·m²이다. 이들이 50 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.25 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 4.5 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0.8 mr2 = 0.25 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. Ek = 59.96 kJ
  2. 2. t = 9.977 s
  3. 3. α = 6.131 rad/s²
  4. 4. Pavg = 5.771 kW
  5. 5. φ = 73.22 °
  6. 6. n2 = 62.49 rpm

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