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설군의연구소
절벽에 매달린 물체의 무게에 의한 운동 분석 본문
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안녕하세요, 설군입니다.
제목을 짓기가 어렵네요. 이 문제 역시 자주 보는 문제입니다.
절벽(?)이 하나 있고, 도르래가 있고, 절벽에 놓인 물체와 실로 연결하여 다른 물체는 절벽 아래로 떨어뜨리는 문제입니다.
절벽과 물체의 마찰은 무시하였습니다.
이런 상황입니다. 중력 가속도는 10m/s^2로 설정합니다.
역시 각각의 물체에 대하여 운동 방정식을 세우면, 장력 T와 물체의 가속도를 구할 수 있습니다.
이때 역시 두 물체는 하나의 실로 연결되어있기 때문에 가속도의 크기가 같고, 장력은 하나의 줄에 작용하는 힘이기 때문에 장력의 크기 역시 같습니다.
A에 대하여 운동 방정식을 세우면
100-T=10a
B에 대하여 운동 방정식을 세우면
T=5a
100-5a=10a
100=15a
따라서
a=20/3 m/s^2
T=100/3 N
임을 쉽게 구할 수 있습니다.
이런 상황도 있을 수 있습니다.
이럴 때에는 역시 물체가 무거운 쪽으로 운동할 것입니다.
장력의 개수만 늘었을 뿐이어서 식을 세우고 정리하는 데 오래 걸릴 뿐이지 방법은 같습니다.
세 물체에 대하여 운동방정식을 세우고, 장력과 가속도를 구하는 것입니다.
A에 대하여 운동 방정식을 세우면
150-T1=15a
B에 대하여 운동 방정식을 세우면
T1-T2=10a
C에 대하여 운동 방정식을 세우면
T2-50=5a
a=10/3 m/s^2
T1=100 N
T2=200/3 N
임을 쉽게 구할 수 있습니다.
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