[일반물리학] 할리데이 일반 물리학 16강 문제 풀이 (Calculation, friction, law of conservation of energy, error, potential energy, gravitational potential energy, kinetic energy, elastic potential energy, friction, crystal.)

질문 요약

첨부한 파일을 통해 해결한 풀이가 맞는지 확인 부탁드립니다. 또한, 교수님의 강의 내용 중 마지막 문제에서 E_M 계산과 마찰력의 작용에 대해 궁금합니다.

답변 요약

안녕하세요. 에너지 보존 법칙에 대해 설명해주셨는데, 일부 표현에 오류가 있습니다. (1)에서 (2)로 이동하는 동안 역학적 에너지가 보존될 때, 탄성 퍼텐셜 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지의 부호가 (-)로 바뀌어야 합니다. 그리고 (3)구간에서 마찰력이 한 일을 나타낼 때, h가 빠져야 합니다. 수정이 필요합니다.

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[일반물리학] 할리데이 일반 물리학 16강 문제 풀이

안녕하세요, 여러분. 오늘은 할리데이 일반 물리학 16강 문제 풀이에 대해 이야기해보려 합니다. 이번 강의에서는 에너지 보존 법칙을 바탕으로 문제를 해결하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

1. 문제 파악

저번 시간에 배운 에너지 보존 법칙을 활용하여 각 구간에서의 E_M을 계산하는 문제입니다. 문제는 각 구간에서의 E_M이 동일해야 하는데, 계산 결과가 일치하지 않는 상황입니다. 이를 해결하기 위해 어떤 점에서 오류가 발생했는지를 찾아보겠습니다.

2. 오류 해결

먼저, 에너지 보존 법칙에 따라 역학적 에너지가 보존되는 경우를 살펴봅시다. (1)에서 (2)로 이동하는 동안, 탄성 퍼텐셜 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지는 부호가 반대가 되어야 합니다. 하지만 원래의 풀이에서는 이 부분을 놓친 것 같습니다. 따라서 이 부분에 대한 수정이 필요합니다.

그 다음으로 (3)구간에서 마찰력이 한 일에 대해 살펴보겠습니다. 마찰력은 에너지의 소실을 가져오는 힘으로서, 이 때문에 구간 (3)에서의 에너지 보존이 깨집니다. 마찰력이 한 일을 계산할 때, 높이 h를 곱해주어야 합니다. 이 부분 또한 원래의 풀이에서 빠져 있는 것으로 보입니다. 이 부분도 수정이 필요합니다.

3. 수정된 풀이

위의 오류를 바탕으로 수정된 풀이는 다음과 같습니다.

1. 탄성 퍼텐셜 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지의 부호를 반대로 취합니다.
2. 마찰력이 한 일을 계산할 때, 높이 h를 곱해줍니다.

이렇게 수정하면 각 구간에서의 E_M이 일치하게 됩니다. 여기서 중요한 포인트는 에너지 보존 법칙과 마찰력에 대한 이해입니다. 에너지 보존 법칙은 에너지의 변화를 설명하고, 마찰력은 에너지의 소실을 설명하는 두 가지 중요한 개념입니다.

4. 마무리

오늘은 에너지 보존 법칙과 마찰력에 대해 배워보았습니다. 이 두 가지 개념을 잘 이해하고 활용하면, 문제를 더 쉽게 해결할 수 있습니다. 다음 시간에는 또다른 물리학 문제를 함께 풀어보겠습니다. 감사합니다.

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