[일반물리학] 일반물리학1 문제풀이 (1학기 기말고사 대비) 중 16번 문제와 에너지 보존법칙에 대한 의문

학습Q&A 핵심요약

[일반물리학] 일반물리학1 문제풀이 (1학기 기말고사 대비) 중 16번 문제와 에너지 보존법칙에 대한 의문

왜 마찰력의 이동거리가 0이 아니고 마찰력이 한 일이 존재하지 않는 것으로 설명했는데, 이로 인해 에너지 보존법칙을 사용할 수 없는 것인가요? 또한, 식에서 a를 어떤 기준으로 뽑아내는지 잘 이해하지 못하고 있습니다.

답변

마찰력의 작용점 변위를 고려할 때, 작용점은 빗면과 강체의 접점에 있습니다. 마찰력 작용점의 변위는 지면에 대한 작용점의 변위로 표현됩니다. 중력의 작용점 변위와 마찰력의 작용점 변위는 크기는 동일하지만 방향은 반대입니다. 따라서, 두 변위의 합이 순간적으로 0이 되어 순간속도가 0이 되므로 마찰력이 한 일이 0입니다. 이는 등가속도 운동방정식에서 가속도 방향과 변위 방향을 올바르게 곱한 것과 관련이 있습니다.

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[일반물리학] 일반물리학1 문제풀이 (1학기 기말고사 대비) 중 16번 문제와 에너지 보존법칙에 대한 의문

안녕하세요! 오늘은 일반물리학1 문제풀이에 대해 이야기해보려고 합니다. 특히, 16번 문제와 마찰력에 대한 의문에 대해 다뤄볼 것입니다. 그럼 시작해보겠습니다.

우리가 흔히 알고 있는 것처럼, 마찰력은 두 물체의 접촉면에서 작용하는 힘입니다. 이때 마찰력의 힘은 물체의 운동 방향과 반대 방향으로 작용하며, 이로 인해 물체의 운동이 더디게 되는 현상이 발생합니다.

그런데 왜 마찰력의 이동거리가 0이 아니고, 마찰력이 한 일이 존재하지 않는 것으로 설명되는 걸까요? 이로 인해 에너지 보존법칙을 사용할 수 없다는 의문이 생깁니다. 이 의문에 대해 알아보도록 하겠습니다.

마찰력의 작용점 변위를 고려할 때, 작용점은 빗면과 강체의 접점에 위치합니다. 이때 마찰력 작용점의 변위는 지면에 대한 작용점의 변위로 표현됩니다.

중요한 점은 중력의 작용점 변위와 마찰력의 작용점 변위는 크기는 동일하지만 방향은 반대라는 것입니다. 즉, 중력이 작용하는 방향과 마찰력이 작용하는 방향은 반대입니다.

따라서, 중력과 마찰력의 작용점 변위의 합이 순간적으로 0이 되게 되면, 물체의 운동 속도가 0이 되므로 마찰력이 한 일이 0이 됩니다.

이와 관련하여 등가속도 운동방정식에서 가속도 방향과 변위 방향을 올바르게 곱하는 것이 중요합니다. 이를 통해 마찰력의 한 일이 0이 되는 것을 설명할 수 있습니다.

마지막으로 식에서 a를 어떤 기준으로 뽑아내는지에 대해 이해하는 것도 중요합니다. 등가속도 운동에서 가속도는 변위와 시간의 관계를 나타내는 식을 사용하여 구할 수 있습니다.

일반적으로 a = (v - u) / t로 표현되는데, 여기서 v는 물체의 최종 속도, u는 물체의 초기 속도, t는 시간을 의미합니다.

하지만 어떤 경우에는 초기 속도가 0이고, 최종 속도를 알고 있는 경우가 있습니다. 이런 경우에는 a = v / t로도 표현할 수 있습니다.

따라서, 식에서 a를 뽑아내는 기준은 어떤 상황에 맞춰 초기 속도와 최종 속도를 고려하여 결정할 수 있습니다.

이상으로 16번 문제와 에너지 보존법칙에 대한 의문에 대해 알아보았습니다. 질문이 있으시면 언제든지 댓글을 남겨주세요. 감사합니다!

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