[일반물리학] 굴림운동에서 중심속력과 접선방향 속력이 같은 이유에 대한 질문입니다.

학습Q&A 핵심요약

[일반물리학] 굴림운동에서 중심속력과 접선방향 속력이 같은 이유에 대한 질문입니다.

굴림운동에서 팍 부딪혀서 멈추는 느낌인 경우에도 중심속력과 접선방향 속력이 같다고 설명한 이유가 궁금합니다.

답변

회전운동하는 강체 막대에 대한 해석입니다. 막대의 입자는 회전축에 대해 접선방향 속도만 가지며, 지면에 닿을 때 막대 질량중심의 속도는 -y축 방향과 일치합니다. 그러므로, 회전축에서 막대에 가해진 힘과 중력을 고려하여 운동방정식과 회전운동 방정식을 분석해도 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 시도해보기를 추천드립니다. 링크가 없는 상황이기 때문에 요약을 제공해드리겠습니다. 주어진 문제는 회전운동하는 강체 막대에 대해 설명하고 있습니다. 막대의 입자들은 회전축에 대해서만 접선방향 속도를 갖게 됩니다. 따라서 막대 질량중심의 속도는 접선방향과 일치하게 됩니다. 이것을 풀이하는 방법은 축에서 막대에 가한 힘과 중력을 고려하여 질량중심의 운동방정식과 회전운동방정식을 고려하는 것입니다. 이러한 분석을 통해 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.

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[일반물리학] 굴림운동에서 중심속력과 접선방향 속력이 같은 이유에 대한 질문입니다.

질문자분께서 굴림운동에서 팍 부딪혀서 멈추는 느낌인 경우에도 중심속력과 접선방향 속력이 같다고 설명한 이유에 대해 궁금하신 것 같습니다. 이에 대한 답변을 드리도록 하겠습니다.

먼저, 굴림운동이란 물체가 회전축을 기준으로 움직이는 운동을 말합니다. 이 때, 회전하는 물체의 각 입자들은 회전축에 대해 접선방향 속도만을 가지게 됩니다. 따라서 중심속력은 회전축에서 물체의 질량 중심까지의 거리에 비례하게 됩니다.

그렇다면, 팍 부딪혀서 멈추는 느낌이 드는 상황에서도 중심속력과 접선방향 속력이 같은 이유는 무엇일까요?

이를 설명하기 위해서는 막대의 질량중심 속도를 분석해야 합니다. 막대의 질량중심은 막대의 중심에 위치하므로, 막대가 지면에 닿을 때 질량중심의 속도는 -y축 방향과 일치하게 됩니다.

이러한 상황에서 중심속력과 접선방향 속력이 같은 이유는 다음과 같습니다. 우선, 회전축에서 막대에 가해지는 힘과 중력을 고려하여 운동방정식과 회전운동 방정식을 분석하면, 중심속력과 접선방향 속력이 같음을 알 수 있습니다.

이를 통해 굴림운동에서 팍 부딪혀서 멈추는 느낌인 경우에도 중심속력과 접선방향 속력이 같다고 설명할 수 있습니다.

이러한 상황을 시도해보시면 직관적으로 이해하실 수 있을 것입니다. 또한, 이러한 현상을 물체의 운동에 대한 원리와 개념을 통해 이해하는 과정은 물리학의 기본적인 원리를 익히는 데에도 도움이 될 것입니다.

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