정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
L = 0.4 mGOd = 0.15 mm = 4 kg

질량 4 kg, 길이 0.4 m인 균일한 가는 막대가 막대에 수직인 축 O를 중심으로 회전한다. 축은 막대의 중심 G에서 0.15 m 떨어져 있다. 이 축에 대한 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

m = 4 kgL = 0.4 md = 0.15 m
IO = kg·m²
2.쉬움
k = 0.1 m200 → 2200 rpm130 kg

질량 130 kg, 회전 반지름 0.1 m인 플라이휠을 200 rpm에서 2200 rpm까지 일정하게 가속한다. 이 과정에 9 s가 걸린다. 마찰을 무시할 때 필요한 일정한 토크 T을(를) 구하시오.

m = 130 kgk = 0.1 mn1 = 200 rpmn2 = 2200 rpmt = 9 s
T = N·m
3.보통
5.5 kgaαM = 4 kgR = 0.3 m

질량 5.5 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 4 kg, 반지름 0.3 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체의 가속도 a을(를) 구하시오.

m = 5.5 kgM = 4 kgR = 0.3 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.보통
0 → 1400 rpmI = 9 kg·m²

모터가 관성 모멘트 9 kg·m²의 플라이휠을 정지 상태에서 8 s 만에 1400 rpm까지 올린다. 손실을 무시할 때 모터가 내는 평균 일률 Pavg을(를) kW로 구하시오.

I = 9 kg·m²n = 1400 rpmt = 8 s
Pavg = kW
5.어려움
θ = 35°vs = 2.5 m

속 빈 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 35°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.25 m이다. 경사면을 따라 2.5 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 35°s = 2.5 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.25 m
ω = rad/s
6.어려움
400 m/s40 g0.93 mL = 1.2 m10 kg

질량 10 kg, 길이 1.2 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 40 g의 총알이 수평으로 400 m/s로 날아와 회전축보다 0.93 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 10 kgL = 1.2 mm = 40 gv = 400 m/sd = 0.93 m
ω = rad/s

정답표

  1. 1. IO = 0.1433 kg·m²
  2. 2. T = 30.25 N·m
  3. 3. a = 7.194 m/s²
  4. 4. Pavg = 12.09 kW
  5. 5. ω = 16.43 rad/s
  6. 6. ω = 3.078 rad/s

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