2011년06월12일 95번

[기계제작법 및 기계동력학]
전체 무게가 3000N인 자동차가 60km/h의 속도로 평지를 달리고 있을 때 브레이크를 밟았다. 이 자동차가 정치하는데 소요되는 시간은 약 몇 초인가? (단, 브레이크의 제동력은 500N이다.)

① 18.5
② 30.4
③ 6.3
④ 10.2

(정답률: 32%)

문제 해설

이 문제는 운동학 문제로, 다음과 같은 공식을 사용한다.

F = ma

여기서 F는 힘, m은 질량, a는 가속도를 나타낸다. 이 문제에서는 브레이크의 제동력인 500N이 주어졌으므로, 이를 이용하여 가속도를 구할 수 있다.

F = ma
500N = m * a
a = 500N / m

또한, 초기 속도와 최종 속도가 주어졌으므로, 다음과 같은 공식을 사용하여 시간을 구할 수 있다.

v = at
t = v / a

여기서 v는 초기 속도에서 최종 속도까지의 변화량, 즉 60km/h에서 0km/h까지의 변화량을 의미한다. 이를 m/s로 변환하여 계산하면 다음과 같다.

v = 60km/h = 16.67m/s

따라서, 가속도를 구하기 위해 먼저 질량을 구해야 한다. 질량은 전체 무게를 중력가속도로 나눈 값이므로 다음과 같이 구할 수 있다.

m = F / g
m = 3000N / 9.8m/s^2
m = 306.12kg

따라서, 가속도는 다음과 같다.

a = 500N / 306.12kg
a = 1.63m/s^2

마지막으로, 시간을 구하기 위해 다음과 같이 계산한다.

t = v / a
t = 16.67m/s / 1.63m/s^2
t = 10.2s

따라서, 정답은 "10.2"이다.

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