2011년09월01일 8번
[과목 구분 없음] 그림 (가)는 마찰이 있는 수평면에서 전동기가 정지해 있던 질량 1kg인 물체를 수평 방향으로 힘 F 로 당기고 있는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 전동기가 당기는 힘 F 의 크기를 물체의 위치 x 에 따라 나타낸 것이다. 물체와 수평면 사이의 운동 마찰 계수는 0.2 이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 줄의 질량과 공기 저항은 무시한다.) [3점]
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 줄의 질량과 공기 저항은 무시한다.) [3점]
- ① ㄴ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
문제 해설
보기에서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
- (ㄴ)은 옳지 않다. 마찰력은 물체가 움직이는 경우에만 발생하므로, 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없다.
- (ㄷ)는 옳다. 그림 (나)에서 물체가 처음으로 움직이기 시작하는 위치를 구하면, F - fmax = ma 가 성립하므로, fmax = μmg 이고, 이를 대입하여 x = F/fmax = 50m 이다.
- (ㄱ)은 옳다. 그림 (나)에서 물체가 움직이는 동안에는 마찰력이 작용하므로, 물체의 가속도는 F - f = ma 가 성립하고, 이를 이용하여 그림 (나)에서 물체의 가속도를 구하면, a = (F - μmg)/m 이다. 따라서, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다.
- (ㄱ, ㄴ)은 옳지 않다. 마찰력은 물체가 움직이는 경우에만 발생하므로, 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없다. 따라서, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다.
- (ㄱ, ㄷ, ㄴ)은 옳지 않다. 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없으므로, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다. 따라서, 그림 (나)에서 물체가 처음으로 움직이기 시작하는 위치를 구할 때는 마찰력이 작용하는 것을 고려해야 한다.
- (ㄴ)은 옳지 않다. 마찰력은 물체가 움직이는 경우에만 발생하므로, 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없다.
- (ㄷ)는 옳다. 그림 (나)에서 물체가 처음으로 움직이기 시작하는 위치를 구하면, F - fmax = ma 가 성립하므로, fmax = μmg 이고, 이를 대입하여 x = F/fmax = 50m 이다.
- (ㄱ)은 옳다. 그림 (나)에서 물체가 움직이는 동안에는 마찰력이 작용하므로, 물체의 가속도는 F - f = ma 가 성립하고, 이를 이용하여 그림 (나)에서 물체의 가속도를 구하면, a = (F - μmg)/m 이다. 따라서, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다.
- (ㄱ, ㄴ)은 옳지 않다. 마찰력은 물체가 움직이는 경우에만 발생하므로, 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없다. 따라서, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다.
- (ㄱ, ㄷ, ㄴ)은 옳지 않다. 그림 (가)에서 물체가 정지해 있을 때는 마찰력이 없으므로, 그림 (나)에서 물체의 가속도는 위치 x 와 무관하다. 따라서, 그림 (나)에서 물체가 처음으로 움직이기 시작하는 위치를 구할 때는 마찰력이 작용하는 것을 고려해야 한다.
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