정답이 있는 강체의 회전 학습지

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1.쉬움
Or = 0.25 mL = 1.3 m1.55 m1 kg2 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(1 kg, 길이 1.3 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 2 kg, 반지름 0.25 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.55 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 1 kgL = 1.3 mmsphere = 2 kgr = 0.25 md = 1.55 m
IO = kg·m²
2.쉬움
Or = 0.05 mL = 1.5 m1.55 m3.5 kg3 kg

진자는 위쪽 끝 O에서 회전하는 균일한 가는 막대(3.5 kg, 길이 1.5 m)와, 그 아래쪽 끝에 고정된 질량 3 kg, 반지름 0.05 m의 균일한 구로 이루어져 있다. 구의 중심은 O보다 1.55 m 아래에 있다. O에 대한 진자의 질량 관성 모멘트 IO을(를) 구하시오.

mrod = 3.5 kgL = 1.5 mmsphere = 3 kgr = 0.05 md = 1.55 m
IO = kg·m²
3.보통
ω = ?5 kgL = 1.2 mm = 8 kg

질량 8 kg, 길이 1.2 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 있고 수평 위치에서 정지 상태로 놓인다. 자유단에 질량 5 kg의 작은 공이 고정되어 있다. 마찰은 무시하고 g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 막대가 수직 위치를 지날 때의 각속도 ω을(를) 구하시오.

m = 8 kgL = 1.2 mmball = 5 kgg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.보통
L = 1.8 mm = 12 kgα

질량 12 kg, 길이 1.8 m인 균일한 가는 막대가 한쪽 끝이 핀으로 고정되어 수평으로 잡혀 있다. 정지 상태에서 놓는다. g = 9.81 m/s²를 사용하시오. 놓은 직후 자유단의 가속도 atip을(를) 구하시오.

m = 12 kgL = 1.8 mg = 9.81 m/s²
atip = m/s²
5.어려움
0.65 m0.2 mn1​ = 45 rpm

사람이 마찰 없는 턴테이블 위에 서서 양손에 2.5 kg의 아령을 하나씩 축에서 0.65 m 떨어져 들고 있다. 사람과 턴테이블만의 축에 대한 관성 모멘트는 4 kg·m²이다. 이들이 45 rpm으로 돌다가 아령을 축에서 0.2 m까지 끌어당긴다. 아령은 질점으로 취급한다. 새 속도 n2을(를) rpm으로 구하시오.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 2.5 kgr1 = 0.65 mr2 = 0.2 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.어려움
1.5 m/sω

질량 13.5 kg의 균일한 원기둥이(가) 1.5 m/s로 미끄러짐 없이 구른다. 전체 운동 에너지 중 회전 운동 에너지가 차지하는 비율 p을(를) 퍼센트로 구하시오.

m = 13.5 kgv = 1.5 m/sI = ½·m·r²
p = %

정답표

  1. 1. IO = 5.418 kg·m²
  2. 2. IO = 9.835 kg·m²
  3. 3. ω = 4.381 rad/s
  4. 4. atip = 14.71 m/s²
  5. 5. n2 = 65.49 rpm
  6. 6. p = 33.33 %

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