물리학1 칼럼 - 실이 끊어질 때
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물리 문제속엔 실이 끊어지는 상황이 정말 수도없이 나옵니다.
정지해 있다가 실을 끊어서 움직인다던지, 혹은 움직이는 상황에서 실을 끊는다던지 ...
그런데 여기서 실을 끊을 때 공통점이 하나 있습니다.
바로 가속도가 변하는 것이죠.
움직이는 물체의 실을 끊으면 당연히 가속도가 변하겠죠?
요점은 그 가속도 변화량의 비와 질량 비의 관계입니다.
묶여있는 물체 두개 사이의 실이 끊어져 가속도가 변한다고 했습니다.
F=ma에서 알짜힘이 변해 가속도가 변하는 겁니다.
하지만 실이 끊어지는 그 순간의 알짜힘 변화량은, 원래 있었던 실의 장력의 크기일겁니다.
다른건 다 그대론데, 장력만 사라졌으니까요.
(일단 이해가 안되더라도 끝까지 읽기를 추천드립니다.)
이제 결론이 나옵니다.
F변화량이 끊어지기 전 원래 있던 장력으로 동일하니,
ma의 변화량도 동일해야 하므로 원래 실의 묶여있던 양쪽 물체의 질량 비가 가속도 변화량의 비에 반비례하는 것입니다.
말이 너무 어려울수도 있습니다.
예시를 통해 이해해 봅시다.
A와 B가 평화롭게 움직입니다.
중력가속도가 10m/s^2 이라면 아마 이 둘의 가속도는 4일겁니다.
여기서 실이 끊어진다고 가정합시다.
A의 가속도는 4에서 10으로 늘어날 것이고, B의 가속도는 4에서 0으로 줄어들 겁니다.
앗! 질량비가 2:3인데, 가속도 변화량의 비는 6:4, 즉 3:2로 질량비와 반비례 하는군요!
이런 느낌입니다.
이 조건들 중에 하나가 미지수 x로 바뀌어도 답을 쉽게 구할수 있겠죠? ㅎㅎ
다음은, 그냥 물1 수특 보다가 정말 사소하게 놓칠 수 있는게 있길래 적어봅니다.
27페이지 13번 문제입니다.
한번 풀어보시고, 글을 읽으면 좋겠습니다.
이 문제는 그냥 C의 질량을 m이라, 크기가 일정한 힘을 F라 잡고 연립방정식 쓰면 바로 답이 나옵니다.
마찰력의 개념이 등장한 예시라고 볼수있겠죠.
하지만 지금 우리가 주목하는건 마찰력이 아닙니다.
실이 끊어졌습니다.
(끊어진 실은 B와 C 사이의 실이니, 우리는 A와 B를 한 물체로 보는게 문제를 풀 때 훨씬 간편합니다.)
우리는 오른쪽 그래프를 통해 A와 B의 가속도가 0에서 1로 1만큼 변했단걸 알수있습니다.
실이 끊어진 후의 C는 수직으로 운동 중일테니, 가속도는 0에서 중력가속도 10으로 변했단걸 알수있습니다.
이제 B가 받는 운동 반대 방향 힘의 크기는 답을 내는데 중요하지 않습니다.
이미 답이 나왔거든요.
가속도의 변화량이 A+B : C = 1:10 이므로, 질량비는 10:1이어야 할 것입니다.
따라서 C의 질량은 0.3kg입니다.
쉬운 문제로만 예시를 들었지만, 킬러문제 속에도 이게 녹아있는 상황이 생각보다 되게 많습니다.
이 풀이를 완벽하게 습득하고 다른 모든 문제에도 자유롭게 적용할 수 있다면,
물리 등급은 무조건 오릅니다!
만약 물1 선택자가 이걸 보고도 그냥 지나가는 칼럼이네~ 하고 지나가면 여러분만 손해에요!!!!!
도움되셨으면 좋아요랑 팔로우 해주시면 감사하겠습니다..!!
등급컷 올라갈까봐 안적으려다가 그냥 수특풀다 생각나서 적어봅니다,,
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선추
고마버요
사랑해요등급컷 올라갈까봐 ㅋㅋㅋㅋㅋ
너무 귀여우시네요 ㅎㅎ
앗 ㅋㅋㅋ 근데 진짜 이거 모두가 알면 등급컷 올라갈지도 몰라요조심해야돼요
션댯
열심히 읽으면 이제 실 끊어질 때마다 기분이 좋아질거에요!와..진짜 감사합니다
이거 진짜 엄청난거라고 생각해요꼭 체화하시길 바랄게요!!
ㄷㄷ오늘 시대 현정훈에서 정확히 저 방식 설명해주셨어요
오 ㅋㅌㅋㅋㅋ
감사합니다!!잘 봤어요!!
감사합니다 !!너무 감사해요!! 이런건 인강 강사들이 가르켜 주는 것인가요?
음 가르쳐줄수도 있고 아닐수도 있어요모든 선생님을 들어본건 아니어서,, 작년에 제가 들은 선생님은 안가르쳐주셨어용
와 그럼 직접 배우신 거에요?? 존경합니다궁금한게 있는데 13번문제에서 2초전까지 속력이 일정하면 가속도가 0이므로 c의 질량이 a와 같아야 하는게 아닌가여??
문제 조건을 잘 보시면, B에게 수평면으로부터 운동 반대 방향으로 크기가 일정한 힘이 가해집니다!아아 그렇군요 저 조건때문에 칼럼 내용을 적용시킬수 있는거군요
그렇죠!!
님이 써주시길 기다렫는데 ㅋㅋㅌㅌ예전에 비슷한 걸 살짝 다뤘던 것 같기도 한데 ㅋㅋㅋ 잘 쓰셨네요
와 이건 인정
ㄹㅇ 인정인정ㅋㅌㅌㅋㅋㅋㅋㅋ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅌㅋㅌㅋㅌㅋㅌㅋㅌㅌㅋㅋㅋㅋ
너무 귀여우시네요
아 과제 기억폭행
꿀팁이라 추천안하고 보기만함
마자요 이거는 진짜 핵꿀팁이라 알려주면안됨혼자보세요 (소곤소곤)
물1칼럼 사랑해여 감사합니다 !!!!
힘내욥 화이팅 !!
감사합니다 :D헐 나중에 이런류로 킬러문제 나와서 성지순례 하러 오길...
쪽지로 물리 질문하나 해도되나요?
넹 저는 댓글로 하는게 더 편하긴 한데
쪽지로 해야하는 내용이면 쪽지로 하셔도 돼요 !
아 사진이 쪽지로만 되는줄 알앗는데 반대네요 ㅋㅋㅋ
여기서 배기범 선생님은 합력이 한일=운동에너지 변화량을 이용하셔서 속력을 구하시는데 A와B를 한덩어리로 보고 합력이 한일에 탄성력이 한일만 넣고 우변에 1/2x2mxv^2넣어서 구하시는데 여기서 B가 2d만큼 올라오는데 이걸 무시하시던데 A+B계로 보면 중력퍼텐셜에너지가 증가하는게 아니여서인가요 아니면 중력퍼텐셜에너지는 합력에 치지 않는거인가요? 후자같은 느낌이 드는데 그러면
이 문제도 위 문제와 같잉 합력이 한일은 운동에너지 변화량과 같다로 푸시는데 여기서는 Fxh -mgx(3h)=0(위에서는 v=0이니 운동에너지 변화량이 0) 으로 푸시는데 그렇다면 중력이 한일은 중력퍼텐셜에너지로도 볼 수 있는건가라는 생각이 드네요 이 생각이 맞다면 위 문제에서는 A+B 덩어리로 보았기 때문에 B의 상황을 무시하는건데 한쪽이 올라오는 건 덩어리에서 역E가 보존되니까 그냥 무시했다고 보는게 맞는거죠?
중력이 한 일이 중력 퍼텐셜 에너지에 변화를 주는거죠!
위에 문제는 B를 무시하면 안될거같아요,,
B가 2d만큼 올라오는걸 무시하진 않으실텐데,,
풀이에 2mgd가 안보이나요? 합력이 한 일(왼쪽 식)에 음의 일로 포함될수도 있고, B의 중력 퍼텐셜 에너지 증가량으로 오른쪽 식에 포함될수도 있는데
2mgd가 없으면 답이 안나올건데 다시 한번 확인해보시겠어요?
그냥 탄성력이 한일=운동에너지변화량 으로 2gmd=1/2x(2m)xv^2 로 쓰고 끝내셧어요 B에 대한 언급이 없으셧어요..
오옹 자주 헷갈리던 부분을 바로잡을 수 있게해주셔서 감사함당
힘내요 !!칼럼 추 !!!
언제나 응원해요 감사합니다 !!!
ㄱ..가버렸다..꿀팁추혹시 내용밖의 질문이긴 하지만 작년파렉 뉴턴역학파트 올해 풀어도 상관없을까요?
넹 괜찮아요 문제도 좋은문제들인거 같아요 !!
혹시 직접 찾으신거에요?!
설마요,, 저도 어쩌다 배우게 된거죠
오 저도 물1생1이에요반가워요!
의대 멋져요.. 나중에 물생려들 팁같은거 써주세요
감사합니당꼭 의대 오셔요!!
오우....물리저거 무의식중에는 쓰는데 저렇게 확실하게 알게되니깐 시간단축 ㅆㅅㅌㅊ일거같네요 물리황
히힛 고마워요무의식중에 쓴다니 미띤
크... 저거재작년 김성도님 현강다닐때 저소리할때못알아들었는데 이거보니까이해되네여
오 정말 다행이에요!!사실 저도 킹성도 특강때 한번 듣고나서 반년은 복습했어요..
우와 감사합니다ㅠㅠㅠㅠ 완전 꿀팁이네요ㅎㅎ 진짜 꿀팁이니 소중히 간직하셨으면 좋겠어요!!
감사합니다~ㅠㅠ물1화1 현역으로서 화이팅하겠습니다!!!!!
화이팅 !!
갓....
dF=m da 이게 ㄹㅇ 물1역학에서 꼭 알아야하는 사고방식
ㄹㅇ 알고 모르고 차이 엄청나는이게 뭔말임??
합력이 변하면 가속도가 변한한가는소리?
질량이 변하진 않으니
합력이 변하는건 가속도가 변하는거랑 관련이 있다는거죠 !
당연한거아님?
공식 처럼쓰니 그럴 싸해보여서
제가물리공부 헛우로 한줄;
저게 이 칼럼내용을 한줄로 요약한거에요.
자세히 읽어보니 제가 아는 문풀법에서
살이 붙어지는 칼럼이네요
다른것도 올려주세요
감사합니당다른거 올릴만한게 있으면 또 올릴게요 !
혹시 물리 n제 추천해주실수 있으신가요? 입시는 오랜만에 돌아온거라 유행을 모르겟네요 ㅠ
현재 나와있는 n제가 별로 없어요 ㅠㅠ
오르비 Docs 라는 전자책 파는곳에서 Final lecture (파이널 렉쳐, 줄여서 파렉) 이거 1권이 역학인데 개정 전에 나와서 이제 책으로는 인쇄가 안되거든요
그래서 전자책 사셔서 제본하시는걸 추천해요!!
(2권 아니고 1권이에요 !! )
그리고 시ㄷㅔ인제 북스에서 물리 n제를 계획하고 있는거 같아서, 파렉 1권 다 풀고나면 그걸 사서 푸시면 돼요!
감사합니다! 꾸벅꾸벅