정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
R = 0.5 mn = 1500 rpm270 kg

플라이휠은 질량 270 kg, 반지름 0.5 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 1500 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 Ek을(를) kJ로 구하시오.

M = 270 kgR = 0.5 mn = 1500 rpm
Ek = kJ
2.쉬움
Or = 0.2 mL = 1.2 m1.4 m0.5 kg5.5 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(0.5 kg, 길이 1.2 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 5.5 kg, 반지름 0.2 m의 얇은 균일한 원판으로 이루어져 있다. 원판은 자기 평면 안에서 흔들리며 중심은 O보다 1.4 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 0.5 kgL = 1.2 mmdisc = 5.5 kgr = 0.2 md = 1.4 m
IO = kg·m²
3.보통
n = 1400 rpmT = 930 N·m

모터가 1400 rpm에서 930 N·m의 토크를 낸다. 출력 P을(를) kW로 구하시오.

T = 930 N·mn = 1400 rpm
P = kW
4.보통
n = 500 rpmTb​ = 170 N·mI = 26 kg·m²

관성 모멘트가 26 kg·m²인 플라이휠이 500 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 170 N·m를 가한다. 플라이휠이 멈추기 전까지 도는 회전수 N을(를) 구하시오.

I = 26 kg·m²n = 500 rpmTb = 170 N·m
N = rev
5.어려움
560 m/s40 g0.54 mL = 0.6 m1 kg

질량 1 kg, 길이 0.6 m인 균일한 가는 막대가 위쪽 끝의 마찰 없는 회전축에 정지 상태로 매달려 있다. 40 g의 총알이 수평으로 560 m/s로 날아와 회전축보다 0.54 m 아래에서 막대에 맞고 박힌다. 충돌 직후 막대의 각속도 ω을(를) 구하시오.

M = 1 kgL = 0.6 mm = 40 gv = 560 m/sd = 0.54 m
ω = rad/s
6.어려움
θ = 40°vs = 4.5 m

균일한 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 40°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 경사면을 따라 4.5 m 구른 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

θ = 40°s = 4.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s

정답표

  1. 1. Ek = 416.4 kJ
  2. 2. IO = 11.13 kg·m²
  3. 3. P = 136.3 kW
  4. 4. N = 33.37 rev
  5. 5. ω = 91.87 rad/s
  6. 6. v = 6.367 m/s

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