[물1] 수능직전 꼭 봐야하는 기출논리_221109
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안녕하세요 IMPULSE 물리학1 저자입니다!
제가 예측한 올해 26수능 유형에 해당하고
예전 기출 중 꼭 다시 짚어봐야 할 논리가 있는
"충돌 유형 _ 221109" 를 다뤄보겠습니다.
가벼운 문제이니 편하게 읽으셔도 될거에요. 하지만 꼭 실수 주의를 해야하는 문제입니다.
학생이 받은 충격량이네~ 학생의 운동량 변화량 구하면 되겠다.
이러시면 대학을 갈 수 없습니다.
천천히 개념적으로 설명해볼게요. 집중해주세요
----------Step 1----------
우선 숫자단순화는 할 수 없습니다. "실측값"(몇뉴턴...)이 나와있기 때문입니다.
또한 세 물체가 동시에 분리되는 상황(얍)이기 때문에, 흔히들 두물체 충돌에 쓰는 질량비와 속도변화량비 반비례 쓸 수 없습니다.
따라서, 순수 운동량 보존을 써보면 (충돌 후 A,B 속력 V, 4V 놓음)
70 x 2 = -10V + 80V 입니다.
V = 2.
이제 답 구해봅시다.
----------Step 2----------
학생이 B로 부터 받은 충격량을 구하라고 하네요.
앞서 이걸 그냥 "학생의 운동량 변화량"으로 계산해서 답 체크하면 안된다고 했습니다. 심지어 선지에 이렇게 푼 답이 있습니다..
그럼 어떻게 구할까요?.? "B의 운동량 변화량"으로 계산해야만 답이 나옵니다.
개념 잡아봅시다.
운동량 변화량 ΔP = 충격량 = F x T
많이 들어보셨을거에요.
이때, 정말 중요한 멘트 하나가 빠져 있습니다.
바로, 저 충격량에서 F가 합력이라는 점입니다.
가령 한 물체가 여러 물체와 동시에 충돌하는, 여러 힘을 받아서 운동량이 변화했다면
각각의 힘 F1, F2, ... 에 대해 각각의 충돌시간 t1, t2,... 를 곱한 값 모두를 방향을 고려한 벡터합을 한 계산값이 충격량이고
그게 운동량 변화량과 같다는 것입니다.
이를 숙지하고 다시 문제로 돌아가면,
학생은 A,B와 동시에 분리되기 때문에
( 학생의 운동량 변화량 ) = ( A가 학생에게 준 충격량 ) + ( B가 학생에게 준 충격량 )
으로 다루어야 한다는 것입니다. 문제는 ( B가 학생에게 준 충격량 ) 만 물어본 것입니다.
그럼 어떻게 구해야 하는지 감이 잡히시죠. 바로 B를 이용하는 겁니다. B는 사이에 낀 애가 아니므로
( B의 운동량 변화량 ) = ( 학생이 B에게 준 충격량 )
우리가 구하려는 ( B가 학생에게 준 충격량 )은, 작용 반작용 때문에 ( 학생이 B에게 준 충격량 )와 같으므로
결국 최종 답은 그냥 ( B의 운동량 변화량 ) 구하면 됩니다.
B 운동량 변화량 120을 충돌시간 0.5로 나눈 240이 답.
끝.
---------------------------------------------------------
결국 "운동량 변화량 = 충격량" 에서 충격량은 합력이기 때문에
여러 물체와 동시에 충돌한 것이라면
그 여러 충격량을 벡터합(방향고려한 합)해야 운동량 변화량과 같다는 점을 알려드리고 싶었습니다.
누군가는 되게 당연한 개념인데, 제가 과외한 학생이 처음 만났을 때 저 질문을 하더군요. 그래서 다루어 보았습니다!
마지막으로 제 교재 해설pg 올려둡니다!
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