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물리학/고등물리학

엘리베이터에 매달린 벽돌 문제

설군 2020. 1. 17. 01:43
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안녕하세요, 설군입니다.

운동방정식 세우는 것 연습하기 딱 좋은 괜찮은 문제입니다.

위의 물체를 A, 아래의 물체를 B라고 하겠습니다.

A, B를 엘리베이터 밖에서 바라보는 관찰자 시점으로 운동방정식을 세울 수 있고
A, B와 함께 운동하는 엘리베이터 안에서 바라보는 관찰자 시점으로 운동방정식을 세울 수 있습니다.
(당연히 답을 구하면 같습니다)

전자로 먼저 풀어보겠습니다.
전자의 경우
운동방정식을 세워 그냥 풀면 됩니다.

후자의 경우로 풀어보겠습니다.
후자의 경우, 중력가속도가 9.8+1.6 m/s^2로 작용하는
새로운 '엘베 행성'이라는 곳에 물체가 정지해있는 것이라고 생각해놓고 풀면 됩니다.

ㄴ을 풀어봅시다.
만약 줄이 85N까지 견딜 수 있다면, 첫 번째 줄이 끊어지기 전까지 얼마나 가속이 가능한가?
가속도를 x라고 놓고 풀어보겠습니다.
그리고 엘리베이터 안의 사람의 관점으로 풀어보겠습니다.

역시 엘리베이터 안의 사람의 관점에서는
중력가속도가 9.8+x로 작용하는 '엘베 행성 2'에 와 있는 것으로 느끼겠죠
장력이 작용하며 물체가 정지해있는 것으로 느낄 것입니다.

위의 식은 위의 벽돌에 대해 세운 운동방정식입니다.
T2에 대한 식은 아래의 벽돌에 대해 세운 운동방정식입니다.

위의 벽돌과 아래의 벽돌에 대해 세운 운동방정식을 연립하여 구했습니다.
가속도가 대략 2.3429 m/s^2까지 가면 줄이 끊어지니까
2.3 m/s^2 정도까지만 가속해야겠군요.

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