[ 생각하며 배우는 대학물리학 ] 연습문제 5-13 ( 오답 )

주의 : 답이 틀릴 수도 있습니다. 그냥 정리하는 용도로 올립니다. 혹시라도 도움이 필요한 분이 있다면 도움이 되었으면 좋겠네요.

경고 : 숙제하려고 베끼는 데 사용하지 마십시오. 본인의 미래를 망칠 뿐입니다. 나중에 저를 원망하지 마세요.

부탁 : 문제 풀이가 잘못되었으면 지적해 주셨으면 좋겠습니다.

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질량이 1.5 kg 인 물체가 질량이 7.5 kg 인 물체 위에 있다. 두 물체는 줄로 연결되어 있다. 이 계의 운동에서 마찰력이 무시된다고 할 때,

( a ) 질량이 1.5 kg 인 물체를 2.5 m/s² 의 가속도 크기로 가속하려면, 질량이 7.5 kg 인 물체에 어떤 크기의 힘을 작용해야 하는가?

( b ) 그 경우 줄에 작용하는 장력의 세기는 얼마인가?

( a )

도르레로 연결해 놓았지만, 사실 이 두 물체는 일렬로 연결되어 있는 것과 같습니다.

아래에 있는 물체의 질량을 M 이라 하고 위에 있는 물체의 질량을 m 이라고 했을 때, 이것을 당기는 힘은 다음과 같이 정의됩니다.

식 1.

실제로 주어진 값을 대입해서 힘의 크기를 구하면 다음과 같습니다.

식 2.

( b )

힘의 일부는 질량 M 인 물체를 움직이는데 사용되고, 장력을 통해 질량 m 인 물체를 움직이게 됩니다.

그러므로 장력 T 는 다음과 같습니다.

식 3.