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가벼운(무게 무시) 공을 서서히 물 속으로 밀어넣어 바닥에 닿게 했다. 이 과정에서 해주어야 할 일은?

단, 공에 담길 수 있는 물의 무게는 W이고, 공이 잠긴 후 수면은 처음보다 a만큼 높아졌다.

1. Wh

2. W(hR)

3. W(hR+a)

4. W(hR+a/2)

5. 정보 부족

 

힌트: 복잡한 계산없이도 알 수 있다.

 

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바닥에 가라앉은 공이 밀어낸 물이 처음 수면 위의 물을 채웠다고 봐도 된다(나머지는 변함이 없다). 따라서 운동에너지를 생각하지 않으면 위치에너지 변화만 있고, 이동한 물의 무게중심이 y=R에서 y=h+a2로 옮긴 것이므로 해준 일은

Work=ΔU=W(h+a2R)

 
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