Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js

단면적이 S인 호스를 반지름 R이 되게 구부려 반원 모양으로 만든 후 물을 흘려보내면 직선으로 펴지려고 할 것이다. 반원 모양을 유지하기 위해서 양끝을 실로 연결했을 때 걸리는 장력은? 단, 물은 일정한 속력 v로 흐르고 밀도는 ρ이다.

  1. 2ρSv2
  2. ρSv2
  3. 12ρSv2

728x90
,

지름이 d인 열린 실린더 아래 부분에 아주 가벼운(그렇지만 잘 휘어지지 않는) 판을 밀착한 후 물 속 h만큼 깊이로 밀어 넣었다(판이 잘 붙어 있으면 물이 새지는 않을 것이다). 이제, 작지만 무거운 추를 판 위에 얹어 물이 샐 수 있는 틈을 만들려 한다. 추의 무게는 얼마나 되어야 할까?(어디에 놓아야 할까?) 단, 물의 밀도는 ρ.

  1. 18ρπd2h
  2. 14ρπd2h
  3. 12ρπd2h

 

728x90
,

길이 L인 막대가 벽과 바닥에 닿은 상태로 미끄러져 내려올 때 중심이 그리는 자취는 반지름이 L/2인 원임을 쉽게 알 수 있다. 그럼 막대가 연속적으로 접하는 곡선은 어떤 형태일까?

막대가 수평과 θ만큼 각을 이룰 때 접점의 위치를 (x(θ),y(θ))라면, 접선조건에서

y(θ)x(θ)=tanθ 

이고 막대를 통과하는 직선의 방정식은

xcosθ+ysinθ=L

이 두 방정식을 연립하면 답은 쉽게 찾을 수 있다.

x=Lcos3θ,y=Lsin3θ

또는 매개변수 θ를 없애면,

(xL)2/3+(yL)2/3=1 마찰이 없는 경우 막대는 바닥까지 벽을 타고 내려가지 못하고 중간에 이탈한다.

stick_sliding.nb
0.01MB

 

728x90
,