천장에 고정된 두 줄에 몸통이 감긴 실린더(반지름 $R$)가 떨어지면서 줄이 풀리고 있다. 어느 순간 실린더의 회전각속도가 $\omega$이고 두 줄의 사이각이 $\theta$일 때 질량중심이 움직이는 속도는? 

 

  1. $R \omega \sec(\theta/2)$
  2. $R \omega \csc(\theta/2)$
  3. $R \omega$
  4. 정보 부족
 
 
 
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힌트: 실린더는 왼쪽 줄을 따라 구르는 운동을 하므로 줄이 풀리는 지점을 기준으로 순간 회전을 하는데 이 점은 줄의 천장 고정점에 대한 순간적인 회전 운동으로 볼 수 있다. 마찬가지로 오른쪽 줄에 대해서 천장의 고정점에 대한 순간 회전으로 볼 수 있다. 따라서 실린더는 이 두 접선의 교차점에 대해 순간 회전을 한다고 생각할 수 있다.

 
 
 
 
 
 
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롤러를 끄는 법

Physics/역학 2023. 11. 19. 20:32

테니스 코트 롤러를 잘못 끌면 롤러에 깔리게 된다. 누구일까?

 
 
 
 
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그림처럼 철사줄 위에 올려진 spool의 바깥쪽 테두리에 감겨진 줄을 오른쪽으로 당긴다. 어느쪽으로 구르는가?

(참고: https://kipl.tistory.com/125)

 

  1. 반시계방향으로 회전하면 왼쪽으로 이동
  2. 시계방향으로 회전하면서 오른쪽으로 이동

 

마찰력의 방향은?

 
 
 
 
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물로 가득 채운 용기와 나무토막을 넣고 물을 가득 채운 동일한 용기를 양팔 저울에 올렸을 때 어느 쪽으로 기울까?

 

  1. 왼쪽: 나무토막이 잠긴 부분만큼 왼쪽에 물이 더 많이 들어 있으므로
  2. 평형: 왼쪽이나 오른쪽 모두 수면의 높이가 같아 바닥에 작용하는 수압에 의한 힘이 동일하기 때문에
  3. 오른쪽: 바닥 수압은 같지만 수면 위로 올라온 나무토막의 무게만큼 더 오른쪽이 무거우므로
 
 
 
 
 
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얼음이 담기 용기를 양팔저울에 올렸더니 1kg으로 측정된다. 얼음이 녹으면 양팔 저울은 어느 쪽으로 기울까?

 

  1. 그대로: 녹은 물의 무게 = 얼음 무게이므로
  2. 왼쪽으로: 용기 바닥에서 (계기) 압력이 $P=\rho_w g h$이므로 용기의 바닥($면적=A$)이 받는 힘은 $F=\rho_w g h A$이다. 그런데 용기의 모양 때문에 $hA> \text{물 부피}$이므로 $F>\text{물 무게=얼음 무게}$
 
 
 
 
 
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