정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
R = 0.4 mn = 1800 rpm240 kg

플라이휠은 질량 240 kg, 반지름 0.4 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 1800 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 240 kgR = 0.4 mn = 1800 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
k = 0.25 m0 → 200 rpm140 kg

질량 140 kg, 회전 반지름 0.25 m인 플라이휠을 정지 상태에서 200 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 11 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 140 kgk = 0.25 mn1 = 0 rpmn2 = 200 rpmT = 11 N·m
t = s
3.보통
4 kgaαM = 18 kgR = 0.3 m

질량 4 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 18 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체가 3 m 떨어진 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

m = 4 kgM = 18 kgR = 0.3 mg = 9.81 m/s²h = 3 m
v = m/s
4.보통
ω = ?3.5 kgL = 0.9 mm = 6 kg

질량 6 kg, 길이 0.9 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 3.5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 6 kgL = 0.9 mmball = 3.5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
5.어려움
θ = 30°a

균일한 구이(가) 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 중심의 가속도 a을(를) 구하시오.

θ = 30°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
6.어려움
0.85 m0.3 mn1​ = 35 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 6 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.85 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 1.5 kg·m²이다. 이들이 35 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.3 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 1.5 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0.85 mr2 = 0.3 mn1 = 35 rpm
n2 = rpm

정답표

  1. 1. Ek = 341.1 kJ
  2. 2. t = 16.66 s
  3. 3. v = 4.256 m/s
  4. 4. ω = 5.076 rad/s
  5. 5. a = 3.504 m/s²
  6. 6. n2 = 138 rpm

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