에너지 운동량 방법: 일과 에너지법칙 1. 상자들이 초기속도 vo로 컨베이어 벨트로 운반되어 A에서 미끄러져서 B에서 떨어진다. μk= 0.40이고, 상자가 2.4m/s로 B점에서 떨어질 때 컨베이어 벨트의 속도를 구하라.

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1 에너지 운동량 방법: 일과 에너지법칙 1. 상자들이 초기속도 vo로 컨베이어 벨트로 운반되어 A에서 미끄러져서 B에서 떨어진다. μk= 0.40이고, 상자가 2.4m/s로 B점에서 떨어질 때 컨베이어 벨트의 속도를 구하라.

2 에너지 운동량 방법: 일과 에너지법칙 2. 철광석 혼합장치에서 광석으로 가득찬 두레박 B가 정지한 다리를 따라 속력 v=3m/s로 이동 크레인에 매달려 있다. 크레인이 갑자기 정지할 때 두레박이 움직이는 최대 수평거리를 구하라.

3 에너지 운동량 방법: 일과 에너지법칙 3. 상자가 A점에서 속도 1m/s로 던져진다. 상자는 면 ABC를 미끄러져 내려가 속도 2m/s로 움직이는 수평 컨베이어 벨트에 도착한다. 상자와 면 ABC 사이의 마찰계수가 μk= 0.25 일 때 상자가 C점에서 컨베이어 벨트와 같은 속도(=2m/s)가 되기 위한 거리 d를 구하라.

4 에너지 운동량 방법: 에너지보존법칙 4. 롤러코스터의 트랙은 두 개의 원호 AB와 CD로 이루어져 있고 BC부분은 직선이다. AB의 반경은 27m이고, CD의 반경은 72m이다. 승객과 차량의 질량은 250kg이고, A점에서 초기속도가 0에서 트랙을 따라 하강한다. 차량이 B, C, D점에 도달할 때 각 점에서 트랙에 의해 작용하는 법선력을 구하고 이로 부터 구간 A에서 D사이의 최대, 최소 법선력을 구하라. 단, 공기저항과 구름저항은 무시하라. 18m

5 충격량과 운동량 법칙 5. 3단 뛰기는 운동 선수가 달리기 시작하여 홉, 스텝, 점프할 수 있을 때까지 뛰는 육상 경기이다. 그림은 운동 선수의 홉의 초기 그림이다. 운동 선수가 10m/s의 수평속도로 왼쪽에서 도약선상에 접근하여 0.18s 동안 지면과 접촉을 유지하였다가 12m/s의 속도로 각도 50°로 도약하였다. 지면이 운동 선수의 발에 가하는 평균충격력의 수직성분을 구하라. 단 운동 선수의 무게인 W를 이용하여 답을 구하라

6 충격량과 운동량 법칙 6. 자동차의 충돌시험에 평가할 견본안전벨트를 설계하기 전 안전벨트에 예상되는 하중을 계산하여야 한다. 70km/h의 속도로 운행되는 자동차가 110ms 후에 정지한다고 할 때 (a) 몸무게가 100kg인 사람이 벨트에 가하는 평균충격력, (b) 힘-시간 선도가 그림과 같이 주어질 때 벨트에 가해지는 최대 힘 Fm을 구하라.

7 충격량과 운동량 법칙 7. 교차로에서 두 차량이 부딪힐 때 차량 B는 남쪽으로 운행하고, 차량 A는 30°의 각을 이루면서 북동쪽으로 운행중이었다. 조사해 보니 충돌 후 두 차량이 북동쪽 방향으로 10° 미끄러졌다. 각 차의 운전사는 서로가 제한속도 50km/h로 운행 중이었고, 상대편 운전사가 제한속도 이상으로 달려 피할 수가 없었다고 주장한다. 차량 A, B의 질량이 각각 1600kg, 1200kg일 때, (a) 어느 차가 더 빨리 달렸는가? (b) 더 천천히 달린 차량이 제한속도로 달렸다면 두 차량 중 더 빨리 달린 차량의 속도를 구하라.

8 충격량과 운동량 법칙 8. 포수는 공을 받을 때 손을 뒤로 끌어당김으로써 충격을 완화시킬 수 있다. 140g의 공이 150km/h의 속력으로 포수의 글러브에 도달하고 충돌 중에 8m/s의 평군속도로 200mm 의 거리만큼 손을 끌어당기면서 공을 정지시켰다고 할 때 포수의 손에 가해지는 평균충격력을 구하라. 200mm 150 km/h

9 정면충심충돌 9. 두 개의 동일한 차량 A, B가 브레이크를 풀어 논 상태에서 선적부두에 정차되어 있다. 부두노동자가 밀었던 동일한 무게의 조금 다른 스타일의 차량 C는 1.5m/s의 속도로 차량 B와 충돌한다. B, C 사이의 반발계수가 0.8이고 A, B 사이의 반발계수는 0.5 이다. 충돌이 모두 발생한 후의 각 차량의 속도를 구하라.

10 경사충심충돌 10. 직경이 60mm인 두 개의 당구공 A, B 사이의 반발계수가 0.9이다. 당구공 A가 정지상태에 있는 당구공 B와 충돌할 때 그림에서 제시한 방향으로 1m/s의 속도를 가지고 움직이고 있다. 충돌 후 당구공 B가 x방향으로 움직일 때 (a) 각 θ, (b) 충돌 후 당구공 B의 속도를 구하라. 250mm 150mm

11 경사충심충돌 11. 소녀가 1.2m 높이에서 경사진 벽을 향해 공을 던진다. 공은 크기가 15m/s인 수평속도 vo를 가지고 벽 A 지점에 부딪혔다. 공과 벽 사이의 반발계수가 0.9이고 마찰을 무시할 때 벽의 바닥에서 공이 벽에 바운드 없이 지면과 부딪히는 지점 B까지의 거리 d를 구하라.

12 에너지와 운동량 12. 1kg의 블록 B는 O에 부착된 줄에 매달려 있고 정지상태에 있는 0.5kg의 공 A와 충돌할 때 속도크기 vo=2m/s를 갖고 속도 vo로 움직인다. 블록과 수평면 사이의 동마찰계수 μk=0.6 이고, 블록과 공 사이의 반발계수 e=0.8일 때 충돌 후 (a) 공이 도달할 수 있는 최대 높이 (b) 블록이 움직인 거리 x를 구하라.

13 에너지와 운동량 13. 수평방향으로 속도 vo로 투척된 90g의 공이 지면에서 900mm 높이에 위치한 수직벽에 부착된 720g의 판에 충돌한다. 공이 튕겨진 이후, 판이 벽에 강체처럼 부착된 경우 공은 벽으로부터 480mm 떨어진 위치에서 지면과 충돌하고 (그림 1), 판과 벽 사이에 폼-고무매트가 있는 경우 220mm 떨어진 위치에서 지면과 충돌한다(그림 2). (a) 공과 판 사이의 반발계수, (b) 공의 초기속도 vo를 구하라.

14 에너지와 운동량 14. 동일한 질량의 두 차량이 C위치에서 서로 정면으로 충돌한다. 충돌 후, 두 차량은 브레이크가 잠긴 채 미끄러져 아래 그림에 보인 위치에서 멈추게 된다. 충돌 전 차량 A의 속력이 8km/h이고 도로와 두 차량의 타이어들 사이의 동마찰계수가 0.3일 때 (a) 충돌 전 차량 B의 속도, (b) 두 차량 사이의 반발계수를 구하라. 2 m 8 m