[일반물리학] serway 대학물리학 11강 1:08:57(예제 11-6)의 충돌 후 막대의 각운동량에 대한 의문 (collision, rod, angular momentum, Iw, direction, textbook, solution, angular velocity, sign, positive number)

질문 요약

충돌 후 막대의 각운동량으로 표현되는 Iw의 방향이 다른데, 교재 풀이가 잘못된 것인지 여쭤보고 싶습니다.

답변 요약

각운동량 보존 법칙을 적용할 때, 각속도의 방향을 임의의 방향으로 설정한 후에 부호를 (+)로 시작하였을 뿐입니다. 교재에는 각속도 부호가 (-)로 되어 있지만, 강의시간에 풀이한 결과와 해석은 동일하다고 할 수 있습니다. 강의시간에는 미리 방향을 추측하여 값을 양수로 사용한 것 뿐입니다.

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일반물리학 - Serway 대학물리학 11강 1:08:57(예제 11-6)의 충돌 후 막대의 각운동량에 대한 이해

물리학 공부에 있어서 가장 어려운 부분 중 하나는 충돌과 관련된 문제를 이해하고 풀어내는 것일 겁니다. 특히, 각운동량과 관련된 문제는 더 복잡하다는 것을 알고 계시죠? 오늘은 Serway 대학물리학 11강에서 다뤘던 예제 11-6에 대한 이해를 돕기 위해 글을 써보려 합니다.

질문에서 언급한 대로, 충돌 전 원판의 각운동량, 충돌 후 원판의 각운동량, 충돌 후 막대의 각운동량의 방향이 모두 같다고 생각하셨군요. 하지만 교재의 풀이를 보면 충돌 후 막대의 각운동량으로 표현되는 Iw의 방향만 다르다고 생각되었다고 하네요. 이 부분에 대한 의문을 해결해 보겠습니다.

벡터의 덧셈과 뺄셈을 이해하는 것이 중요합니다. 같은 방향의 벡터를 더하면 그 크기는 더해지고, 반대 방향의 벡터를 더하면 그 크기는 뺄셈이 됩니다. 이 점을 이해하면 교재의 풀이가 잘못되지 않았다는 것을 아실 수 있습니다.

각운동량 보존 법칙을 적용할 때, 각속도의 방향을 임의로 설정한 후에 부호를 (+)로 시작하였을 뿐입니다. 강의시간에 풀이한 결과와 해석은 동일합니다. 강의 시간에는 미리 방향을 추측하여 값을 양수로 사용한 것 뿐입니다.

따라서, 교재의 풀이에서 충돌 후 막대의 각운동량으로 표현되는 Iw의 부호가 다른 이유는 각속도의 방향을 임의로 설정한 결과입니다. 이는 교재의 풀이가 틀렸다는 것이 아니라, 충돌 후 막대의 각운동량의 방향을 다르게 설정한 것 뿐입니다.

물리학에서는 문제를 풀 때 많은 경우에 있어서 방향을 미리 설정하거나 추측하는 것이 중요합니다. 이를 통해 문제 해결의 접근 방식을 다양하게 가져갈 수 있고, 더욱 정확한 답을 도출해낼 수 있습니다.

이해가 되셨나요? 그래도 아직 헷갈리시면 언제든 질문해주세요. 다음에는 더 다양한 물리학 문제에 대해 함께 고민해보아요!

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