2017년05월07일 84번
[기계제작법 및 기계동력학] 10°의 기울기를 가진 경사면에 놓인 질량 100kg의 물체에 수평방향의 힘 500 N을 가하여 경사면 위로 물체를 밀어올린다. 경사면의 마찰계수가 0.2라면 경사면 방향으로 2m를 움직인 위치에서 물체의 속도는 약 얼마인가?
- ① 1.1m/s
- ② 2.1m/s
- ③ 3.1m/s
- ④ 4.1m/s
(정답률: 31%)
문제 해설
물체에 작용하는 힘은 수평방향으로 500N, 수직방향으로는 물체의 무게인 1000N이다. 따라서 경사면에 수직방향으로 작용하는 힘은 1000Ncos10°, 경사면에 수평방향으로 작용하는 힘은 1000Nsin10°이다. 마찰력은 경사면에 수직방향으로 작용하는 힘과 반대 방향으로 작용하며, 크기는 마찰계수와 경사면에 수직방향으로 작용하는 힘의 곱이다. 따라서 마찰력은 0.2×1000Ncos10°이다.
따라서 물체에 작용하는 수평방향의 힘은 500N-0.2×1000Ncos10°이고, 이를 물체의 질량으로 나누어 가속도를 구할 수 있다. 가속도를 구한 후, 물체가 2m를 움직인 시간을 구할 수 있고, 이를 이용하여 물체의 속도를 구할 수 있다.
계산을 해보면, 가속도는 약 1.47m/s²이고, 물체가 2m를 움직인 시간은 약 1.36초이다. 따라서 물체의 속도는 약 2.1m/s이다.
따라서 물체에 작용하는 수평방향의 힘은 500N-0.2×1000Ncos10°이고, 이를 물체의 질량으로 나누어 가속도를 구할 수 있다. 가속도를 구한 후, 물체가 2m를 움직인 시간을 구할 수 있고, 이를 이용하여 물체의 속도를 구할 수 있다.
계산을 해보면, 가속도는 약 1.47m/s²이고, 물체가 2m를 움직인 시간은 약 1.36초이다. 따라서 물체의 속도는 약 2.1m/s이다.
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