[물리1 심화칼럼 여섯번째] 18수능 16번
게시글 주소: https://iu.orbi.kr/00028590773
'[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^^
문제 갑니다!
이때까지 풀었떤 4개의 문제들과 비교하면 쪼금 쉬운 듯 하네요. 전 칼럼들을 꼼꼼히 읽어보셨다면 이정도는 제 풀이 안 보고 혼자 풀어보시는 것도 좋을 것 같아요^^
풀이도 갑니다!
우선, 제가 그린 그림처럼 A의 질량, B의 질량, F를 30으로 했을 때 장력의 크기, 이 세가지 먼저 구해보도록 합시다.
문제 첫번째 조건에서 F를 10으로 했을 때 A와 B가 정지해있다고 했네요. A와 B를 하나의 계로 생각했을 때 이 계에 작용하는 알짜힘의 크기가 0이라는 뜻이므로, B에 작용하는 중력의 크기는 10이 됩니다. 따라서 B의 질량은 1kg!
이제 문제 마지막 조건을 봐요. 제 칼럼을 처음부터 계속 읽으신 분들은 이제 이런 조건들은 익숙하죠?^^ 이 조건은 B에 작용하는 중력의 크기가 B에 작용하는 알짜힘의 크기의 2배라는 뜻이네요.
B에 작용하는 중력의 크기가 10이므로, B에 작용하는 알짜힘의 크기는 5일 것이고, 따라서 실의 장력은 15가 되겠네요.
그럼 A에 작용하는 알짜힘의 크기도 알 수 있죠? 오른쪽으로 30의 힘, 왼쪽으로 15의 장력을 받으니 알짜힘의 크기는 15가 됩니다.
B에 작용하는 알짜힘의 크기는 5, A에 작용하는 알짜힘의 크기는 15이니까 둘의 질량비는 A : B = 3 : 1 이겠죠? 따라서 A의 질량은 3kg!
(칼럼을 처음부터 다 읽으신 분들은 이런 아이디어도 이젠 익숙하시죠?^^ 실로 연결되어 함께 운동하는 물체들은 속도의 크기와 가속도의 크기가 서로 같기 때문에 운동에너지의 비, 알짜힘의 크기의 비, 질량비, 이 세 개가 모두 같습니다.)
A, B의 질량을 모두 구했군요. 이제 A의 운동을 한번 상상해 봅시다.
A는 p에서 q까지는 오른쪽으로 알짜힘을 받고, 그 뒤로는 왼쪽으로 알짜힘을 받아요. 따라서 A는 p에서 q까지는 오른쪽으로 가속되다가 q를 지난 이후로 속력이 줄어 어떤 지점에서 정지하고, 다시 왼쪽으로 가속되어 p로 돌아오게 되요.
이 순간의 A의 운동에너지를 구하는 게 문제에서 요구하는 거군요. 이걸 어떻게 구할 지 생각해봅시다.
운동에너지는 알짜힘이 한 일인데, 힘은 모두 알고 있으니 알짜힘을 구하는 건 쉽고, 이동거리를 구해야 겠네요. 그래서 A가 오른쪽으로 얼마나 가서 정지할 것인지를 알아내야 합니다.
p에서부터 A의 운동은 중간에 가속도가 바뀌기 때문에 등가속도 공식을 쓰기는 쫌 애매해요. (애초에 등가속도가 아니니....) 그래서 v-t 그래프를 그려서 그래프의 밑넓이로 A가 오른쪽으로 얼마나 이동하는지를 구해볼게요.
p에서부터 q까지 A의 가속도는 오른쪽으로 5, q를 지난 이후부터 A의 가속도는 왼쪽으로 2.5 이죠? 그래서 두 구간에서의 그래프의 기울기를 2 : 1 로 하고 A가 정지하는 순간까지 v-t 그래프를 그리면 위에 제 그림과 같아요.
조건에서 pq의 거리가 0.4라고 나와있으니 이를 그래프에 표시해봤어요.
그럼 A가 정지할 때까지 전체 이동거리가 보이죠? 두 구간에서의 그래프의 기울기가 2 : 1 이니, 두 구간에서의 그래프의 밑넓이는 1 : 2 가 되고, 따라서 p를 통과하는 순간부터 A가 정지할 때까지 총 이동거리는 1.2가 되요.
자 이제 문제에서 구하라고 한 것을 구해봅시다.
A와 B를 하나의 계 X로 묶어서 생각하면, A가 정지한 순간부터 X는 왼쪽으로 알짜힘 10을 받아 왼쪽으로 가속됩니다. A가 정지한 순간부터 다시 p까지 돌아오는 동안의 이동거리도 1.2일 것이므로, X의 운동에너지 증가량은 12가 되겠네요.
앞에서도 설명드렸듯이, 함께 이동하는 물체들의 운동에너지비는 질량비와 같기 때문에, A와 B의 운동에너지비는 둘의질량비인 3 : 1 이 되요. X의 운동에너지가 12이므로, 이를 3 : 1 로 나누면 A의 운동에너지는 9가 되죠.
답은 5번!
이렇게 제가 풀기로 계획한 5문제를 다 풀었고, 계의 운동의 파악과 일-에너지 정리의 활용에 관한 이번 칼럼이 끝났어요 ㅠㅠ
칼럼 마음에 드셨으면 좋아요 눌러줘요 ㅎㅎ
저는 항상 물리 여러분을 응원합니다^^
0 XDK (+4,100)
-
3,000
-
100
-
1,000
-
단어 암기 방법 자체를 모름 믿기 힘들겠지만 나 6789등급 베이스임
-
전번 바꿨는데 가족 외에 친구 3명만 말함.. 중딩 때 좀 친했던 애들은 연락하기가...
-
이번 해에 들어오면서 생명이 저랑 맞지 않는 거 같아서 지구로 틀었고, 5월쯤에...
-
방인혁T 커리 타고 있는 반수생입니당 김성도T 현강 다니려 하는데 혹시 수업에서...
-
시발 단어 암기 이거 어떠케 해야합니까?
-
네 오르비가 생각나는 밤이네요
-
찡긋노 1
새로운 버전이 나왔다길래 들어봤는데 퍼즈 깔리는게 기가 막히네요 원곡보다도 마음에 드네
-
갑자기 든 생각 3
어차피 좀 있으면 흙이 될 운명인데 뭐하러 아득바득 사는 걸까?
-
시대 수학 질문 1
정규반 지금 들어가면 많이 빡세려나요? 미적이고 6모 76 항상 2등급 정도 나오는...
-
왜이리 무료하지 흐음
-
킬캠 성적 1
시즌1 1회차 96(29틀) 2회차 89(27, 29, 30틀) 3회 4회는...
-
저 소나무당 찍었던 국민의힘 책임당원인데 마가리타님 정치선언하시면 지지합니다
-
올해에만 두번 ㅅㅂ...
-
인문논술 공부중인데 너무 빡쎄네요... 어떻게 100분동안 다 쓰셨나요..?
-
6평 3등급인데... 영어 1등급이 꼭 필요한데 국수탐에 밀려서 자꾸 안하게...
-
맞팔구 0
샤워하고 와서 다 받을게유
-
국어 지문으로 연계해서 생윤 공부하는 컨텐츠 만들 생각인데 0
지금까지 기출된 모든 윤리학이랑 철학관련 지문을 따로 스크랩해서 구체적으로 생윤...
-
현재 고2고 미대입시생이여서 수능수학 4등급이 목푠데 고1꺼는 50퍼정도 되어있고...
-
고소 민형사 나홀로 소송해서 변호사급임. 돈만 받아쳐먹고 의뢰인 토사구팽 하는...
-
타임어택에 너무 허덕이고 있어
-
공부 아예안하는 날에요
-
사관학교 붙으면 신원조회 무조건 하나요? 아니면 2차 시험 본 사람만 신원조회...
-
대치동에서 조교 근무 중이라 오르비 생각이 많이 나네요
-
수2 바닥부터 개념하는데 최소 몇 일 걸릴까요?
-
문학 연계 대비하고싶은데 변형 문제집? ㅊㅊ좀
-
하이띵
-
시대인재 2
가 유명한 이유가 수학,과탐 때문인가요? 국어랑 영어는 별로 이야기가 없는데 수학...
-
24수능 국어 성적 유지만 시켜줘도 5천만원 낼 의향 있음 12
빚져서라도 낸다... 제발 24수능에서 유지!
-
신민우쌤 0
신민우쌤 대인라에서는 신의 한수 진도 나가는거 같던데 정규반에서도 신의 한 수 진도...
-
이감 파이널 0
이감 파이널 1은 등급컷 없나요? 홈페이지 들어가봤는데 없는거 같아서요
-
간다 11
자러 잘자
-
파리 올림픽 양궁장 올해 출장 때 갔었는데 파리 방문 한다면 다른 곳보다 여기 엄청...
-
수학 잘하고싶다 0
영어 원툴인데 영어도 못해짐...하
-
가장 중요한걸 안할뻔;;
-
일요일 오전에 다른 수업이 있어서 못 듣는데 그냥 라이브 틀어만 두면 다시보기로...
-
네, 그냥 게속 공부하다가 하루 쭉 쉬고 방구석에서 커뮤질만 해서 즐거웠다구요....
-
탐구 0
생명이랑 지구 중에 2등급 뭐가 더 쉬움?
-
님들은 어디감?
-
민트초코까지는 괜찮은데 진짜 그건 양칫물 먹는 맛이였음요
-
번장에서 산게 2025 버전 빅포텐인줄 알았더니 2022~2023쯤 나온 빅포텐을...
-
걱정없는 사교육 세상을 만들면 너도나도 강사가 되려고 해서 의대를 덜가지 않을까
-
내일부터 다시 출근하라고..?
-
6모때 확통28,30 틀리고 공통 12,14,15,20~22 틀렸는데요 1주...
-
하 십 위기다...
-
작년에 4공법 2회독 했었는데 기억이 가물가물해서 빠르게 다시 복습하고 싶어서요...
-
훔
-
질문이 제목입니다
-
무잔이다!! 1
녀석은 목을 베어도 죽지 않아!!
-
내가 어려워서 끙끙 대는 문제들 인터넷에 물어 보면 답 xx 맞나요? 저 지금...
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/oribi_animated/014.gif)
내가 본풀이중에 잴 깔끔한듯별말씀을 ㅋㅋ
선생님 물리 해설집 만들어보실 생각 없으신가요
대단하신데
전 그정도가 아니에요...ㅠㅠ (ㄱㅁ 아님)
물리랑 솔의눈을 좋아하는 평범한 20살이에요...