아래 정답률 0% 문제관련해서.. 의문생겼어요 도와주세요
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조건은 위와 같아요.
'A가 들어간 직후
B에 걸리는 장력을 구하라' 라는 문제에요.
대부분 사람들이 5/3N을 말해주셨는데..
10/3N 같아요.
제 생각 쓸테니 지적좀 부탁드릴게요
(아래 글에 제가 댓글 단거 그대로 퍼왔어요)
장력이 생긴다는 건 "늘어나야"합니다.
실이 늘어나야해요. 미세하게라두요.
A를 끄는 입장에서
A와 B가 같이 간다는건,
B가 실 복원력으로 인해 끌려온다고 봐야해요
(용수철처럼요. 앞으로 제가 말하는 부분은 용수철관점에서 이해하시면 편할 꺼에요)
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)
실 = 용수철로 보는 관점 자체가 틀린건가요?
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이렇게 장력이 변하는 과정을 거쳐서, 궁극적으로는 셋이 사이좋게 (운동 방향으로) 5/3N의 알짜힘을 받는 상태에서 평형을 이룰 겁니다
만약에 물체 사이를 연결하는 게 실이 아니라 용수철이라면 장력이 변하는 중간 과정에서 감쇄진동이 생기겠지요. 다만, 문제에서 주어진 실의 경우에는, 평형점에서부터 잡아당길 때는 용수철 상수가 굉장히 큰 용수철처럼 작용한다고 생각할 수 있겠지만, 압축시키는 데 대해서는 아무런 탄성이 없지요.
위 댓글에서 말했듯이 A와 B의 간격이 조금 감소하다가 실의 평형점을 지나버리면서 어느 순간 장력이 0이 될 수 있을 것 같습니다.
아무튼 상황은 이렇게 되는 것 같은데, 문제는 굉장히 안 좋은 문제로 보이네요. A가 마찰면에 들어간 "직후"라는 것은 상당히 애매한 표현이거든요.
진짜 마찰면에 들어간 그 순간이라면, 아직 A와 B 사이의 실의 장력이 최초의 10/3 N에서 아직 변하지 않았을 것이고, A와 B의 간격이 조금 줄어들면서 장력이 0이 되는 순간도 있겠지만, 얼마 지나지 않아서 평형을 이루면 5/3 N이 될 겁니다.
도대체 "직후"라는 것이 이 세 시점 중 언제를 말하는 것인지도 알 수 없고, 이들 사이에서도 장력이 변할 텐데요.
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물리세계로의 항해 네이버 카페에 올린 질문의 PHY님의 답변.. 물리학과 대학원생님의 답변이네요..
문제가 애매한거네요.. 일단 참고하셔요!!
감사합니다 ㅠㅠ
용수철처럼요; 단지 시간이 짧다 뿐이지.
우리가 고무줄 길게 늘였다가 놨다고 해서,
그 줄어드는 시간이 눈에 안보이는게 아니잖아영ㅋ
실도 마찬가지가 아닐까 싶은데요; 눈에 안보이지만.. 잘 늘어나는 실 생각해보시면;
근데제실력으로는 뭐라고 할 수가 없네요 위에 대학원생님 답변이 맞는 것 같아요
위 답변에서도 직후 완전 최초 시점에서는 3/10이라는걸 보니 님 생각이 맞나바요
제가 이전 글에서 마지막님의 생각을 잘못 이해한 듯 하네요. (죄송)
정말 그 시점을 어떻게 보느냐에 따라 답이 달라지는 문제네요.
좋은 글에 좋은 댓글 보고, 좋은 지식 얻어갑니다. ^-^ 감사합니다.
한수 배웁니다!