[물리1 심화칼럼 세번째] 18 6평 20번
게시글 주소: https://orbi.kr/00028541799
이번에도 마찬가지로, '[물리1 심화칼럼 첫번째] 이론' 을 읽지 않으신 분들은 그거부터 보고 와주세요^^
제 설명 중에서 이해가 안 가는 부분이 있다거나 제 사고과정이 쫌 더 궁금하신 분들은 댓글이나 쪽지 환영입니다^^
또 다른 20번 문제군요. 문제 갑니다.
ㄱㄴㄷ 문제네요. 제 풀이도 갑니다!
설명 보기 전에 제가 세운 식들 보시고 어떻게 저런 식들이 나왔는지 곰곰히 생각하고나서 설명 찬찬히 읽어보는 것도 좋을것 같아요^^
이번 칼럼부터는 두 물체가 실로 연결된 경우를 다룰 거에요. 물체 여러개가 연결되어 함께 움직이는 경우에는 그들을 하나의 계(system)로 묶어서 생각하셔야 되요.
제가 '[물리1 심화칼럼 첫번째] 이론' 에서 언급했던 공식들, 등가속도 공식들 등등으로 계(system)의 운동을 먼저 파악하신 뒤에 각 물체를 살펴봐야합니다.
먼저, ㄱ 부터 봅시다.
우선, A와 B를 하나의 계로 묶어서 생각한다고 했죠? A가 P에서 Q까지 운동하는 동안 이 계는 오직 중력만 받습니다. 따라서, 계 전체의 역학적에너지는 보존되요.
즉, A의 운동에너지 + B의 운동에너지 + A의 퍼텐셜에너지 + B의 퍼텐셜에너지 는 이 구간에서 일정합니다.
이 구간에서 A의 퍼텐셜에너지 변화량은 0이므로, 'A의 운동에너지 증가량 + B의 운동에너지 증가량'은 'B의 퍼텐셜에너지 감소량'과 같고, 'B의 퍼텐셜에너지 감소량'은 '중력이 B에 한 일'과 같다고 제가 이론글에서 설명드렸죠?
따라서 ㄱ 은 맞는 선지입니다.
여기서 A와 B를 하나의 계로 안 보고 각각의 운동에너지 변화량이나 퍼텐셜에너지 변화량을 구하려고 하면 상당히 어려워요. 왜냐하면 A, B 각각은 장력이라는 외력도 작용하기 때문에 역학적에너지가 보존되지 않기 때문이죠.
다음, ㄴ 을 봅시다.
문제에 A가 Q에서 R까지 운동하는 동안, A의 운동에너지 감소량은 B의 중력 퍼텐셜에너지의 감소량과 같다고 나와있네요.
여기도 마찬가지! 문제에 이렇게 나와있다고 해서 A의 운동에너지 감소량을 바로 구하려 하면 힘들어요. A와 B를 계로 묶고, 이 계의 운동에너지 감소량을 구한 뒤에 질량비로 A의 운동에너지 감소량을 구해야 훨씬 빠릅니다. 자세히 살펴볼게요!
제가 이론글에서 운동에너지 변화량은 알짜힘이 한 일이라고 했죠? 우선, A의 운동에너지 감소량을 구하기 위해 계의 운동에너지 감소량부터 구해봅시다.
계가 이 구간에서 받는 알짜힘의 크기는 F-2mg, Q에서 R까지 거리를 s라 두면, 계의 이동거리가 s 이므로 계의 운동에너지 감소량은 (F-2mg) * s 가 되죠.
여기서, A와 B의 질량비가 1 : 2 이기 때문에 A의 운동에너지 감소량은 앞서 구한 계의 운동에너지 감소량 (F-2mg) * s 에 1/3만 곱해주면 됩니다.
어차피 A와 B는 같이 움직이기 때문에 속력변화량은 같을 것이고, 운동에너지는 질량과 속력에 의해서 결정되는데 A와 B의 속력이 같기 때문에 둘의 운동에너지비는 곧 질량비가 되는 거죠.
따라서 A의 운동에너지 감소량은 (F-2mg) * s * (1/3).
B의 중력 퍼텐셜에너지 감소량은 중력이 B에 한 일이므로, 2mg * s
문제에서 이 둘이 같다 했으므로 F=8mg 가 나오죠^^
이제 ㄷ 을 봅시다.
P에서 R까지의 거리를 구해야 하는데, 그럼 A가 P에서 R까지 이동하는 동안 A의 이동거리를 구하면 되겠죠.
근데 여기서 문제가, A의 가속도가 중간에 바뀐다는 겁니다. 등가속도 공식을 쓰기 좀 껄끄러운(?) 상황이죠. 애초에 등가속도가 아니니...
그래서 저는 A의 v-t 그래프를 그리고 그 밑넓이로 이동거리를 구하기로 했어요. (제 v-t 그래프를 참고해주세요^^)
P에서 Q까지 A의 가속도는 (2/3)g이고, F=8mg 이므로 Q에서 R까지 A의 가속도는 -2g 가 되죠. 그래서 두 두간에서 그래프의 기울기 비가 1 : 3 이 됩니다.
이때 A가 P에서 R까지 가는데 걸리는 시간이 t라고 주어져있으므로, Q에 도달하는 시간은 (3/4)t 가 되겠죠? 그래프 기울기 비가 1 : 3 이니... 그렇죠?
P에서 처음속도 0, (2/3)g의 가속도로 (3/4)t 동안 이동해서 Q에 도달하니, Q에서 A의 속력은 (1/2)gt 가 되고, 그럼 그래프의 밑넓이는 (1/4)gt2 이라서 ㄷ 은 틀렸네요.
답은 3번!
계의 에너지변화량을 이용하는 첫번째 문제였네요.
3문제정도 더 남아있으니 다음 칼럼도 기대해주세요^^ 오늘은 여기까지!
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
느낌이 그럼
-
1.5시간~2시간이면 적당한 편인가여
-
수능날 AI한테 맡기고 싶다
-
이렇게 많이 놀아도 되나..
-
씨발년이 진짜
-
어떻게 어미랑 아비를 구별하면서 읽지
-
4번 오류 아니죠? 지문에는 가입기간이 길수록 지급률이 높아진다는 내용만 나와있으니까요..
-
에.... 안녕하세요 이게 공짜로 생겼습니다(...) 수1, 수2 이렇게 두권입니다...
-
숭실대면 7
무조건 컴학가는게 맞을까요?.. 코딩 잘못해서 고민되는데 전자공학은 흥미는 있지만...
-
맛점 2
-
이해할줄알아도 머리에 안남아있으면 못품 암기력은 사람보다 2기가 짜리 USB가 훨씬 잘하는데
-
캐스트 내려감? 분명 어제 메가 캐스트에서 봤었는데 왜 없어졌지
-
예전부터 궁금햇는데 맥락없이 올라오는것들 클릭해보면 엄청옛날글들이거나 아무것도...
-
1년반만에 0
제이팝말고 다른아티스트 젤많이들엇네 이번달도 즛토마요 일등일줄알앗는데
-
서술형 답안이 없습니다 가는 왕수인인가요 주희인가요?
-
드릴좋구만 3
예전드릴에비해 특수는없고 배워갈점은더많네 난이도갖고뭐라하던데 이정도면 충분할거같은데
-
화이팅,, 일단 나부터
-
국어 작년 엑셀 0
국어 작년 엑셀 사서 푸는거 어케생각함
-
40% 돌파! 2
근데 이걸 1.5번 더해야 한다고?
-
같이갈사람
-
슬슬 잘시간이네 1
집에가서 자야겠다
-
저거 아침에 일어났을때부터 지금까지 계속 실검에 있네요ㅋㅋㅋㅋㅋ
-
졸업이 30살 넘어서라니 진짜 어지럽노 결혼할 수 있을까
-
중국고등학교수학이 우리나라랑 비교하면 난도가 어떤가요??? 4
유형이 다를듯하지만 전반적으로 수능수학이랑 비교하면 난도는 어떤가요???
-
까진 아니고 뭐 중간에 열차 하나 망가져서 운행 오랫동안 정지라고 다 나가라고 함
-
스카 가는데 1
빠르면 15분 걸리고 보통은 20분~25분 걸리는데 오래걸리는거임?? 집근처 스카는...
-
[Zola] 생윤 기출의 중요성(feat. 사탐런&노베) 1
1타 같은 N타, Zola임당^^ 이 글은 아래 질문에서 시작되었고, 아래 질문에...
-
포만한 카페(타 카페 언급해서 죄송합니다..)에 들어가보니, 리마스터, 블라인드...
-
학생이던 시절엔 학교에서 하는 것+학교에서 보던 모의고사에 맞춰서 약한 부분...
-
시대인재 반수반 0
제가 지금 반수반들을 알아보려ㅠ하고 있는데 시대인재 반수반 모집요강이 5월 말에...
-
안녕하세요 현월이에요 국어 태그로 질문이 올라오면 답변이 없는 글 위주로 최대한...
-
서울에서 제일 빠르다는 pc방 갈거임
-
미적 240628 같은 문제는 풀리지도않는게 나음?
-
왜 저러냐
-
다이어트엔 닭이라던데 찜닭먹어두댐?
-
칼럼 써보고싶네 5
이젠 “실생활“ 꿀팁이 아닌 ”지적“ 꿀팁을 적어보고 싶네
-
행복하세요,, 1
-
포항생활하다 갑자기 생각나서 들어온 김에 받아봄..
-
민주 “대통령 당선시 형사재판 중지” 법안 발의했다 12
더불어민주당이 대통령 선거에서 당선된 피고인의 재판을 중지하는 내용의 법 개정에...
-
Ai긴함
-
뉴런 어려움 0
문제는 풀리는데 난 처음 보는 방법으로 푸는데 좀 잘 안 와닿는데 이거 복습 많이...
-
(fxf')의 정적분 처리 치환적분꼴인데
-
확통임 체감상 4월 더프보다 빡빡한데 22번만 좀 더 쉬운느낌 11. 세근합 12....
-
롯데월드인데 0
사람 겁나 많다 놀이기구 하나 탐 ㅋㅋㅋ
-
전공선택 ㅈ망 0
이거 전공수업 중간 풀이를 들었는데 이거 원래 학과 잘못온것같고 막 반수 해야하나...
-
미드 갈리오 이딴거 선픽하길래 그냥 박아줬다 하..
-
수학은 조금만 더 올리면 3 맞을수있고 국어랑 영어가 문제인데..
-
외국인과의 팀플 0
순항중 고마워요 외국인님 당신덕에 오랜만에 강제로 버스 태워짐
-
국어 질문이요! 2
여기서 '멀리서'가 화자와 임의 거리감을 드러낸다는 근거가 무엇인가요??? 그냥...
-
x까지는 찾았는데 치환 이후로 어떻게 해야할지 모르겠어요 ㅠㅠ
그래프 안그리고 가속도 비가 1:3이니까 시간비가 3:1이 잖아여 그럼 v^2=4gs 하고 v*1/4t=s 로 연립해도 나오네여 v=q속도 s=pq거리아 근데 p에서 r까지 거리 구하는거라.. 그래프로 했죠
근데 뒤에식은 무슨 식이에요..?
그냥 변수 설정한거 ㅋㅋㅋv × 1/4t = s 이거 말이에요 ㅋㅋㅋ
평균속도로 세운 식인가...
그죠 ㅋㅋㅋ
물1의 90%는 평속 에너지만 써도 다 풀리지 않을까요? ㅋㅋ
인정 ㅋㅋㅋㅋ
근데 v=q속도 s=pq거리면
v^2=4/3gs, (v/2)×(3/4t)=s 아닌가요..?
뭐지 헷갈리네
아 ㅋㅋqr이네여 rpq순으로 있는줄 알았어여
qr이네여 ㅋㅋㅋ