2021년02월27일 5번
[자연과학개론] 그림은 줄에 매달린 물체가 수평면에서 등속 원운동을 하는 모습을 나타낸 것이다. 물체의 질량은 m이고, 줄과 수직축 사이의 각도는 30°이다.
물체의 구심 가속도의 크기는? (단, 중력 가속도는 g이고, 모든 마찰은 무시한다.)
물체의 구심 가속도의 크기는? (단, 중력 가속도는 g이고, 모든 마찰은 무시한다.)
-
①
-
②
-
③
-
④
- 2g
(정답률: 알수없음)
문제 해설
줄에 매달린 물체는 등속 원운동을 하고 있으므로, 중력과 줄의 장력이 서로 상쇄되어야 한다. 이를 위해서는 중력과 줄의 방향이 서로 반대여야 한다. 그림에서 물체와 중력의 방향은 같으므로, 줄의 방향은 중력과 반대여야 한다. 이를 위해서는 물체와 수직축 사이의 각도가 30°보다 작아야 한다. 따라서, 줄의 방향과 중력의 방향이 서로 반대인 경우에만 등속 원운동이 가능하다. 이 경우, 물체의 구심 가속도는 중력 가속도의 2배가 된다. 따라서, 물체의 구심 가속도의 크기는 2g이다. 따라서, 정답은 ""이다.
"이다.
