[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.
-
200일 1
25533 지금부터 해서 연대 어문계열 가능? 영어 개빡세게 할거고 사탐은 12는 나오다가 삐끗함
-
난이도차이가 어느정도임? 24수능미적분이 더 어려운거같은데
-
자기가 어떠한 이유로 정법을 잘한다고 생각해요? 국어를 잘해서?
-
공부를 ᄒᆞ기 슬ᄒᆞ도다
-
시발애미없네
-
정시할까요 0
이번에 시험 좀 많이 큰일 난 것 같은데
-
흠!
-
리플레이나 위콤정도 난이도 뭐뭐 있나요
-
1등급을 목표로했을때 공부량은 사탐 과탐이 더 큰거같은데 님들은 어떰
-
물2 1
물2 지금부터 하면 1등급 가능할까요 설수리나 설원자핵 가고싶은데 물2 양이 좀 많을까요?
-
열심히하면 홍대 자전 가능성있을까요.... 진짜 너무 가고싶은데 현역 문과입니다...
-
고쳐주세요 ㅜ 1
프사가 안보여요 앱르비..
-
다른버스가 종료됐네 에바
-
랜덤짤 방출 5
최근에.먹은거
-
단원별 문제집 추천좀요
-
ㅇㅈ 4
의 ㄱㅁ이 처음에는 못생긴 얼굴 그만!!! 인줄 알고 상처 받았는데...
-
계속 이러고있으니 쪼메춥군요...
-
수특 독서 특 0
문맥상, 어휘 문제가 제일 어려움
-
단원별 쉬운 엔제나 문제집 추천좀 해주세여
-
세상참좆같다 4
세상참좆같다
-
..
-
오늘 직접 눈치 한 번 받았으니 클린하게 살도록 좀 해보던가 해야지.
-
귀가 완료 2
술이 나를 마셨어요
-
수특도거의다풀어가요
-
작년 92 100 93입니다. 기하 선택이고 기출 회독할려고하는데 수학 기출 추천해주실수 있나요?
-
왜 죄다 답지가 안보이는거임?
-
저는 작수 언매 3등급 표점 119점 맞은 재수생입니다... 오늘 국일만의...
-
도쿄 가보신분들아 13
도쿄 건물들 실제로 보면 와 선진국은 다르네 생각이드나요 걍 서울 시즌2 같나요?...
-
국어 3모 0
독서 1번포함 2개틀 문핫 1개틀 언매 7개(3개는 시간부족 언매 마지막 세문제...
-
좀있다 국대축구 6
인도네시아랑 u-23 아시안컵 8강 2시 30분 지면 파리올림픽 출전 불가 같이 봐요
-
마지막 문장 해석만 도와주심 감사합니다 제 해석로는 ‘(x-9)/(x+2)가 실수...
-
광화문첨와봄 5
높은 빌딩사이 넓은 차도에 차는 몇대 없고 도로한복판에서서 소실점을 바라보는게...
-
나도 시험 끝났으니 슈냥방송볼래
-
억울해...
-
사탐런 0
안녕하세요… 작년에 최저를 국어 영어로 맞추고 탐구는 버렸어서 작수 과탐 생지가 6...
-
대학을 옮긴 다음에 쓰는게 맞는듯
-
흠
-
언어(국영) 과목은 10
무지성양치기로는 실력 절대 안오름
-
통계 단원 특 1
대충 이런게 있음이 알려져있다~로 도배되어있음
-
. 0
굿나잇 뽀뽀 쪽
-
히카 언제나와 13
-
1 맞기 가능?
-
이거만 해도 영어 학습량 충분할정도로 많나요...?
-
적어도 N년 목표로 잡고 공부해야되는거 아님?
-
국어 선지 해설, 두꺼운 시중 수학 기출문제집 step별 해설, 탐구 개념교재에...
-
ㅈㄱㄴ입니다 듄 원본 하고있고 듄탁해 할거같아요
-
너무 피곤하네요 2
일?찍? 자겠습니다
-
미분해서 2x가 나오는 함수가 정말로 x^2+C 형태 밖에 없나...?
-
지금껏 들어본 많은 강사들중 가장 드립이 재미없습니다.. 내용은 알참
-
고2 지1 질문 6
.
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