정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
k = 0.1 m900 → 1600 rpm200 kg

질량 200 kg, 회전 반지름 0.1 m인 플라이휠을 900 rpm에서 1600 rpm까지 일정하게 가속한다. 구동 토크는 일정하게 8.1 N·m이고 마찰은 무시한다. 이 과정에 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

m = 200 kgk = 0.1 mn1 = 900 rpmn2 = 1600 rpmT = 8.1 N·m
t = s
2.쉬움
L = 1 mGOd = 0.5 mm = 3 kg

질량 3 kg, 길이 1 m인 균일한 가는 막대가 막대에 수직인 축 O를 중심으로 회전한다. 축은 막대의 중심 G에서 0.5 m 떨어져 있다. 이 축에 대한 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

m = 3 kgL = 1 md = 0.5 m
IO = kg·m²
3.보통
9 kgaαM = 19.5 kgR = 0.1 m

질량 9 kg의 물체가 도르래에 감긴 가벼운 줄에 매달려 있다. 도르래는 질량 19.5 kg, 반지름 0.1 m의 균일한 원판이며 마찰 없는 수평 축에서 돈다. 물체를 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 물체가 5 m 떨어진 뒤의 속력 v을(를) 구하시오.

m = 9 kgM = 19.5 kgR = 0.1 mg = 9.81 m/s²h = 5 m
v = m/s
4.보통
n = 1100 rpmTb​ = 145 N·mI = 28.5 kg·m²

관성 모멘트가 28.5 kg·m²인 플라이휠이 1100 rpm으로 회전한다. 브레이크가 일정한 마찰 토크 145 N·m를 가한다. 멈추는 데 걸리는 시간 t을(를) 구하시오.

I = 28.5 kg·m²n = 1100 rpmTb = 145 N·m
t = s
5.어려움
θ = 20°a

균일한 구이(가) 수평면과 20°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 중심의 가속도 a을(를) 구하시오.

θ = 20°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
6.어려움
원판: 2 kg고리: 17 kgn1​ = 300 rpm

균일한 원판(질량 2 kg, 반지름 0.15 m)이 마찰 없는 수직 축에서 300 rpm으로 자유롭게 회전한다. 질량 17 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 = 2 kgMring = 17 kgR = 0.15 mn1 = 300 rpm
ΔE = J

정답표

  1. 1. t = 18.1 s
  2. 2. IO = 1 kg·m²
  3. 3. v = 6.862 m/s
  4. 4. t = 22.64 s
  5. 5. a = 2.397 m/s²
  6. 6. ΔE = 10.49 J

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