정답이 있는 강체의 회전 학습지

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이름: ____________________ 날짜: ____________

1.쉬움

플라이휠은 질량 230 kg, 반지름 0.7 m의 균일한 원판이다. 플라이휠이 400 rpm으로 회전한다. 운동 에너지 E_k을(를) kJ로 구하시오.

M = 230 kgR = 0.7 mn = 400 rpm

E_k = kJ

2.쉬움

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(0.5 kg, 길이 0.9 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 8 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 0.95 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 I_O을(를) 구하시오.

m_rod = 0.5 kgL = 0.9 mm_sphere = 8 kgr = 0.05 md = 0.95 m

I_O = kg·m²

3.보통

질량 1.5 kg, 길이 2 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 4.5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1.5 kgL = 2 mm_ball = 4.5 kgg = 9.81 m/s²

ω = rad/s

4.보통

질량 1 kg, 길이 2.3 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 1 kgL = 2.3 mg = 9.81 m/s²

ω = rad/s

5.어려움

속 빈 구이(가) 정지 상태에서 출발하여 수평면과 30°를 이루는 경사면을 미끄러지지 않고 굴러 내려간다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 반지름은 0.2 m이다. 경사면을 따라 5.5 m 구른 뒤의 각속도 ω을(를) 구하시오.

θ = 30°s = 5.5 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.2 m

ω = rad/s

6.어려움

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 3 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.85 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 3 kg·m²이다. 이들이 45 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.35 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n₂을(를) rpm으로 구하시오.

I₀ = 3 kg·m²m = 2 × 3 kgr₁ = 0.85 mr₂ = 0.35 mn₁ = 45 rpm

n₂ = rpm

정답표

1. E_k = 49.44 kJ
2. I_O = 7.363 kg·m²
3. ω = 3.209 rad/s
4. ω = 3.577 rad/s
5. ω = 28.45 rad/s
6. n₂ = 88.37 rpm

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