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Rinoa12 [948965] · MS 2020 · 쪽지

2021-05-27 09:28:50
조회수 1,809

2013 중학생 물리대회 역학문제

게시글 주소: https://dev.orbi.kr/00037752085




중학생 물리대회 문제가 난이도은 가장 낮은걸로 보이고, 그다음은 교육청이 중간수준, 그리고, 예비시행이 제일 난이도가 높아 보인다. 


중학생 물리대회문제는 가장 기초적인 힘의 분석을 물어보고 있고, 


각 물체의 중력이 빗면에 가하는 힘을 40N, 60N을 각각 구하고, 


실로 연결된 두 물체를 하나의 계로 간주하여. 가속도를 구하면, 


가속도 구하고, 문제조건에서 처음에 정지 상태라고 주어졌기 때문에. 1초후의 속력 알수 있고. 시계방향으로 움직임을 또한 알수 있다. 


이를 통해 전체계의 운동에너지를 구할때는 역시 두 토막의 질량을 더하여, 운동에너지를 구하면 된다. 특이사항이라면, 하나의 줄로 연결된 계의 경우 전체가속도와 각 물체의 가속도가 같고, 속력 또한 같은 속력으로 두 물체가 이동한다. 


그리고. 교육청 문제를 보면, ㄱ보기를 보면, A가 등가속도 운동 하는지 물어보고 있다. 


이는 중학생물리대회 기출문제를 보면, 명확하게 숫자로 계산을 해보았기 때문에, 중딩문제에서는 시계방향으로, 알짜힘이 20N을 받으면서 움직이므로, 당연히 일정한 힘이 15kg에 4/3의 가속도를 갖고, 등가속도 운동함을 알수 있으므로, 


교육청의 ㄱ보기는 맞고, 


ㄴ 보기 부터 역학적에너지 보존을 이용해서, 계산해야 하기 때문에, 난이도가 더 높은걸로 판단했다. 


일단, 역학적에너지 보존법칙에 따라, A물체가 h만큼 내려오면서, 감소한 위치에너지는 A와 B물체의 운동에너지 증가한것과. B물체의 위치에너지 증가한것 합과 같다. 다시 수식으로 쓰면, 형광팬 부분이다. 


각각을 구하여. 이경우도 마찬가지로, 두 물체의 속력은 같이 공유하고 있고, 속력을 구하면, 루트 gh/2가 나오고, 가속도의 평균속도는 2를 나눠서, 분모가 루트8이 되므로, ㄴ 은 정답이 아니다. 


ㄷ은 그냥 당연히 맞는 보기이고,


예비시행문제를 보면, 중딩물리문제는 구체적으로 계산을 했다면, 

예비시행은 정성적인 분석을 하였다. 


이문제는 정성분석이 좀 재밌다고 생각했다. 

반시계방향으로 계가 움직이는데, 재밌는더는 각도A가 더 완만한데, 여기로 미끄러져 내린다는거다. 이는 질량이 A가 더 무거운 이유가 되고, 각도로 볼때는 불리하지만, 질량이 더 크니, 여기로 떨어지고,

이는 mgsine각도A로 간단히 알수 있고, 또한 한 줄로 연결된 계는 속력을 공유 하기 때문에, 운동양도 질량에 의해, A가 더 큼을 알수 있어서, ㄱ이 맞는 보기 이다. 좀 재밌는 보기였다. 


그리고, ㄴ의 경우는 B물체는 위치에너지도 증가하고, 운동에너지도 증가하니 역학적에너지는 당연히 증가하고, 그러면, A의 역학적에너지반대로 감소해야하고, A의 감소하는 위치에너지가 증가하는 운동에너지보다 큼을 알수 있고. ㄷ 도 마찬가지 로 해결된다. 


이건 그냥 중딩 문제가 고딩문제 푸는데, 도움되기 때문에 그냥 하나풀아봤다. 

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