우리학교 역학 정답률 0%문제 !! - 10/22 <해결!!>
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출처: 평가원
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학교썜이 문제 잘못 낸건데요
마찰력이 있다고 반드시 속도 감소가 아닌데..ㅡㅡ
마찰계수=0.5 이네요
A가 마찰면에 진입한 순간부터는
전체 계의 합력은 5N이 됩니다
즉 가속도는 양수이면서 등가속도 운동이죠
전체 계의 가속도는 5/3
이므로 장력도 5/3 입니다
if) A의 마찰력>10N, 그때는 장력이 0이지요
그선생 초짜에요? 이 문제 엄청 분석해서 틀릴리가 없음
그래도 물리 전공하신 분이
어떻게 저렇게 장력이 0이라고 하지..
A가 마찰면진입했을 때 마찰력이 더커서 속도가 감소한다면 B의 속도가 더빠르니까
장력이 0이되겠지만
A가 마찰면진입했을 때 마찰력이 더작아서 속도가 증가하면 B의 속도가 느리므로
A가 끌고가는 장력 작용해요
그 근거는 B가 마찰면에 진입했을 때 A와 B의 속도가 같다는거에요
장력이 0이되었다면 A와 B의 속도는 같지않아요
그리고 장력 0이되면 평가원문제가 오류에요
결론은 평가원문제가 좋은거고 선생님이 틀리셨네요
그냥 전체 계의 가속도가 한꺼번에 줄어드는 것 아닌가요..
A랑 B 사이 줄이 팽팽하다가 A에만 마찰이 걸리는 순간 줄이 느슨해진다고 보시면 편할듯해요
A를 통해 B에 전달되는 흐름자체가 변하므로,
그 전에 있던 가속도전달은 없어지고 새로운 가속도전달이 이뤄진다고 봐야하지 않을까요
두 물체 A,B를 실로 연결해놓고,
A를 100N으로 당기다가,
갑자기 A를 50N으로 당긴다고 해서
실이 느슨해지는 건 아니잖아요
줄이 느슨해지는데 A가 B에게 힘을 줄수가 없어요.
힘이 없다=가속도0
v-t 그래프를 그리면
미분 불가능한 뾰족한 점이 생기잖아요
그러면 그냥 a 를 구할 수가 없어서
힘을 구할수가 없는 건가요?
근데 직후 라는 말이면 암튼
그 시간보다는 +0으로 극한이 다가가니깐
그냥5/3 아닌가요?
아 나도 헷갈린다ㅠㅠ
끝판보고 자야지
a가 마칠면에 돌입한 직후 a의 알짜힘이 양수일시 장력은 0보다 크고
알짜힘이 음수일시 장력은 0이됩니다
설명생략 알아서 생각해보시면 됨
위에 제가 쓴 제 생각좀 읽어주세요..
물체 A가 마찰면에 들어간 직후 물체 A와 B사이에 연결된 실에 걸리는 장력의 크기는?
A와 B 사이요ㅠㅋㅋ
A속도 > B속도 (미세하게)라고 보면,
마찰면 들어가는 순간, A의 가속도는 적어지지만,
들어가기직전보다는 어쨋든 속도가 커지므로,
B입장에선 마찬가지로 끌려와야하지 않나요
위에 말 잘 이해 안가시면 아래 예를 들어드릴게여
마찰력도 A에 작용하는 거고, 물체무게에 해당하는10kg짜리 힘도,
1kg짜리를 매개로 A에 작용한다고 볼 수 있으므로
이는 두 물체 A와 B를 실로 엮어놓고 A를 100N으로 당기다가,
50N으로 당기는 거와 같은 상황이라 볼 수 있어요.
이때 장력이 0이 되는거 아니잖아요??
글고 솔직히 이 문제에서 장력이 0이든 아니든 이게 중요한가여?
이 문제 왜냈는지 모르겠네
확실한 건 들어오고나서는 장력이 0이 아닌거고,
(A는 들어오고 B는 안들어왔다고 해도)
솔직히 그 순간 장력이 0이라고 해도, 이건 측정 불가능이고
말그대로 어떻게 "정의"하냐 측면 아닌가요?
분명히 마찰력에 들어간 직후 장력이 0이든 어떻든 알바없고
A가 들어와 있지만, B는 들어와있지 않은 상태에선 장력이 0이 아닌거잖아요.
저는 A가들어가는순간 A속도가 어느정도 줄어든다고 잘못 생각했네요..
설명 명쾌하시네요 감사함니다.
실이 아닌 막대면 A와 B사이 장력이 정의될텐데 이 경우는 장력이 정의되지 않는 것 같습니다.
실의 장력이 정의되려면 실의 양쪽에서 실을 당기는 힘이 같아야 하죠.
이 순간 B는 A가 끌지 않아도 관성의 법칙에 의해 계속 운동할 것 같습니다.
바로 아랫분 말대로 A가 마찰면에 진입하는 순간 불연속점이 형성되니, 장력이 0N이라는 표현보다는 장력이 정의되지 않는다라는 표현이 맞는 것 같습니다.
문제에도 'B가 마찰면에 들어간 직후부터' 라는 표현으로 불연속점이 지난 후를 물어보고 있네요.
장력이 생긴다는 건 "늘어나야"합니다.
실이 늘어나야해요. 미세하게라두요.
A를 끄는 입장에서
A와 B가 같이 간다는건,
B가 실 복원력으로 인해 끌려온다고 봐야해요
(용수철처럼)
그러므로 들어간 순간,
A와 B사이 실은 어쨋든 "살짝"늘어나있기 때문에
장력이 걸린다고 볼 수 있어요.
이때 순간 장력은 들어가기 직전 장력이죠.
그러면 B가 순간적으로 더 빨라지니까 답은 0이냐? 아니에요.
왜냐면 그 "순간"은 분명히 실이 늘어나있고,
그로인해 B에는 장력이 걸려요.
(B가 A 속도를 앞지르는 현상이 일어납니다)
그러고 시간이 지나면 적당히 진동운동을 하다가
(용수철처럼 미세하게)
알아서 힘이 균등하게 맞아지면,
다시 또 A가 B를 끌고 가는, 또다른 실의 팽팽한 상태(?)가 만들어지겠죠.
(어떤식으로 운동하냐는 중요치않아요 미세할테니까요 알아서 조정되겠죠)
10/3N 아닐까요?
이 문제는 정말
"장력"이 왜 생기는가 까지 고민하게 하네요
A가 들어간 순간의 속도변화를 살펴보면 됩니다.
그런데, B의 속도변화는 분명히 A와 같거나, A보다 작습니다.
A와 연결되있으면 속도변화가 같을꺼고,
A와 연결되있지 않으면 속도변화가 전혀 없겠죠.
참고로 실이 늘어나냐 안늘어나냐는 "속도"관점에서 바라봐야합니다.
A가 들어가는 순간 A의 가속도가 다운됩니다. 하지만 가속도는 양수입니다.
그러면 A의 속도는 증가하죠.
B는 어떻게 될까요?
B가 만약 실이 팽팽하다면 A와 같은 가속도가 걸릴 것입니다.
만약 B가 느슨해진다면. 그러니까 들어간 순간, 아주 작은 미세한 순간
느슨해졌다면 (이때 느슨해짐으로 인해 A와 B사이의 간격은 무한소라고 합시다)
B는 더이상 빨라지지 않으므로, 가속도가 0이됩니다.
그러면 A와 B사이 연결된 실이 다시 늘어나서,
B에 다시 장력이 걸리게 됩니다.
이때 걸리는 시간은, 당연히 무한소에 가깝겠죠.
어떻게 정의하든, 들어가고나서 0.000000000000000000000001초있다가든,
0.00000000000000000000000000000000000000000001초있다가든, 어쨋든 장력걸립니다.
이정도면 인류가 1000년이 지나도 측정못할 것 같은데, 그냥 "장력있다"라고 봐야하지 않을까요??
의미도 없을 것 같구요
한수배우고갑니다.
좀 정리해봐야겠네요..
크크 기대되네요..
그리고 답은 5/3N맞겠지요?
"용수철"관점에서 보는게 맞지요?
그리고 그렇다면 답은 10/3N이 되야하지 않나요
저희 학원에서도 그 문제에 관해 토론을 한 적이 있었는데요.
간략하게 설명드리자면,
A가 마찰면에 들어가는 직후에는 아시다시피 왼쪽방향으로의 양의 가속도를 갖게 됩니다.
전체 운동에서 A, B 그리고 떨어지는 물체가 같은 속력으로 운동해야 하므로,
평면에 있는 A에 속도변화가 생기면 B에도 같은 속도변화가 생겨야 합니다.
따라서, B에도 힘이 가해지게 되고, 그 힘은 실에 의한 장력에 의해 B에 가해집니다.
실이 느슨해진다고 생각하실 수 있지만, A의 속력이 크기가 B보다 먼저 증가하므로 A가 B보다 빨라지게 되어
B가 A의 속력을 따라가려면 실에 의해 끌려가야합니다(팽팽해집니다).
마찰면 때문에 직관적으로 가속도가 줄어들어 실이 느슨해질 것 같지만 속력의 크기가 A가 먼저 증가하므로, 느슨해지지 않습니다.
제가 말주변이 좋지않아 명료하게 설명 못드리는 점 죄송합니다.
대학원생분도 그렇게 생각했다던데;
"과탐"태그에 새 글 올렸어요
제가 과탐논술 수업들을때 선생님께서 실을 점들의 연속으로 보고,
그 점들이 인접한 점들을 서로 당기는 형태가 되어,
맨 처음점과 끝점에서는 실 입장에서 봤을 때, 실에 연결된 물체들을 당기는 형태가 되고,
그 한쪽 물체를 당기는 힘의 크기를 장력의 크기로 보는 것이 이해하기 편하다, 라고 하셨던걸로 기억합니다.
제가 이해한 님의 말씀대로라면, 10N의 물체를 실로 천장에 매달았을 때, 실에 걸리는 장력의 크기는
20N이 되어야 할 것 같은데, 여기에서는 장력의 크기를 10N이라고 하지않나요?
제가 마지막님의 생각을 잘못 이해한듯 하네요. ㅠ.ㅜ (죄송)
정말 마찰면에 들어간 극 "최초" 시점으로 본다면 10/3이 되네요.
그 시점을 어떻게 보느냐에 따라 답이 달라질 수 있는 문제였네요. ㄷㄷ;
직후 라는 표현이 무엇을 말하는지 애매한 측면이 많습니다. 어느 정도까지 미세하게, 어느 정도 짧은 시간 단위까지 들여다보느냐에 따라 답은 달라질 수 있겠고요.
5/3 N, 10/3 N, 0 N 다 맞다고 보는 것이 맞겠네요. 혹은 이 값들 사이의 값들까지도 다 맞다고 봐야겠지요. 자세한 이야기들은 많이 하셨으니 저는 이만 줄여야겠군요.
!?
A가 마찰면에들어가면 A는 속도가 줄어드는데 B는 이전속도로 오니까 A가 B를 당기는 힘이사라지죠
그리고 B가 마찰면에 들어간뒤 바로 장력이 생기는게 아니라다시 팽팽해지면 장력이 생기는겁니다
이거 작년 수능완성에 있었던거에요
A의 가속도가 -가 된다면 맞는 말이지만 +이기때문에 말도안되는 소리죠 ㄷㄷ..
다들 직후니까 맞제 하시지만 물리에선 어느정도의 약속이 있는건데
그런데 0N이라 치면 가속도가 b가 0이되므로 오히려더 팽팽해 지는거죠.
http://orbi.kr/bbs/board.php?bo_table=united&wr_id=3127357
여러분의 시간은 소중하니까요
10/3N 같아요. 이견있으시면 지적좀 부탁드릴게요
A가 a마찰구간에들어가면 줄이 느슨해지는건 당연한거같아요...
들어가는 그 순간에는 팽창한 실이 느슨해지기까지 시간이 걸립니다.
그 시간동안은 장력이 걸리죠.
용수철에 힘이 빠졌다고해서 불연속적으로 바로 힘이 0되는게 아니듯이요
그럼 느슨해지기까지 걸리는 장력은 들어가기 전 장력과 같아요
기울기가 +인 일차함수 나오다가 A가 들어가는 순간 기울기 약간 줄지만 여전히 속도는 계속 증가해서 B가 끌려옴
5/3N 맞는듯
10N의 힘을 가하다가 갑자기 5N으로 줄인 것과 같습니다.
두 가지 오해가 있는 듯 하네요
1. 속도가 줄어드는 게 아니라 가속도가 줄어드는 것입니다.
2. 가해지는 힘이 10N에서 5N으로 바뀔 때, 전체 계의 힘이 바뀌는 것이지 A에 걸린 힘만 바뀌고 B는 그대로 유지되는 게 아닙니다. A, B 모두 바뀌므로 여전히 두 물체는 등가속도 운동을 합니다.
정답률 0%인 이유가 있네요.
선생님이 계약직 아닌가요?
물체 A와 B가 힘을 어떻게 받죠? 지구가 추를 당겨서(중력) 추와 A에 연결된 실이 A를 당기죠? A가 출발을 하니 A와 B에 연결된 실이 B를 당기죠.
그리고 운동 마찰계수는 1/2이죠. 정답이 0N이라 가정하면 A가 마찰면에 진입한 뒤 받는 힘은 추와 연결된 실로부터 받는 장력과 마찰면으로 부터 받는 마찰력 뿐이 없게 되는데
A의 속력은 증가하죠. ( 당연히 추와 A, B 모두 처음 정지 상태에서 운동을 시작한 뒤로 방향이 변하지 않죠) 그럼 B에 작용하는 힘은-_-? 없죠. 등속 운동을 합니다. A는 더 빨라지는데 B는 등속 운동을.. 정답이 0N이라 가정 했을때의 결과입니다. 말이 안되죠? 가정 자체가 모순입니다. 즉, 정답이 0N이 아니라는 거죠. 고로 A가 마찰면에 진입한 직후에도 A와 B를 연결하는 실에는 장력이 발생할 수 밖에 없습니다.^^ 정답이 0이 아닌건 명쾌하게 증명이 가능합니다. 의견 주세요.. 그럼 정답이 5/3N이 되네요.. 오류 지적 환영입니다..^^;;
글 쓰고 다시보니 더 명쾌하네요. 논란의 여지가 없을 문제입니다. 문제에서 운동마찰계수를 주었고 A는 마찰면에 진입을 하던 안하던 속력이 증가하고
B는 A에 의해 힘을 받고 운동하는 입장인데 항상 장력이 작용합니다. 그 이상은 없네요.. 5/3N이 정답이 맞습니다.
아.. 나 혼자 뒷북이였네 위에서 다 끝난 걸로.....ㅋ
들어간 그 순간 최초는 10/3이고
잠시뒤에 5/3되는거라고 봐요
실도 용수철처럼 늘어난 길이와 관련해서
장력이 생기는데, (줄어든 길이는 생기지 않음)
10/3될만큼 늘어난 상태에서, 5/3되려고 줄어들기까지
시간이 걸려요.
들어가자마자 바로 5/3되는게 아님
물체 A가 마찰면에 진입하는 순간 : t
10/3N (
직후(直後) [지쿠]
: [명사] 어떤 일이 있고 난 바로 다음.
다시 한번 잘 생각해보시기를..^^
제가 말한거의 의미는
10/3이 일정 t시점 직전까지라는게 아니라,
도달하고나서도 10/3이라는 뜻이였어요
그러니까 10/3에서 5/3으로 불연속으로 변하는게 아니라 연속적으로 변하므로
10/3N이다.
정확히 말하면 10/3N - x (x는 양의 무한소)
용수철에서도 늘어난 상태에서 줄을 놓는 순간은,
그 늘어난 길이 곱하기 탄성계수잖아요.
잉 근데 5/3이 답이되면 그 대학원생분 답은 틀린건가?