물리 2018 6월 평가원 20번

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ㄱ보기를 보면, 보통은 B물체가 내려오면서, 위치에너지 감소량과,

A물체와 B물체의 운동에너지 증가랑이 같다고 말하지만, ㄱ번 보기는 “중력이 B에 한일”을 “B물체의 위치에너지 감소량” 대신 바꿔서 나와있다.

이를 잘 생각해보면, 중력이 물체 B에 작용하여, 물체B는 중력을 받아 떨어지고 있고, 중력이라는 힘에 의해서, B물체는 가속도 운동으로 낙하 하기 때문에, 중력이 한일 이라고 말할수 있고, 구지 부호를 따지면, 양수이다. 그리고, 중력이 B에 일을 했으니깐, 그 한일에 같은값 만큼 운동에너지가 증가해야 하는데, 보통은 이 경우는 두개의 물체가 실 하나에 연결되어있으므로, 속력과 가속도는 공유하고. 질량은 서로 다르므로, 내 생각에는 질량비로, 중력이 한일을 두 물체가 운동에너지로 나눠가지는걸로 보인다. 이런 관점에서 생각해보라고, 중력이 한일 이라고 이야기하는거 같다.

만약에 A와 B의 운동에너지 증가량이 B의 위치에너지 감소량과 같다고 이야기하면, 전체 역학적에너지는 외부에서 힘을 받아서 증가하거나, 공기저항이나 마찰로 손실되어서, 감소해서는 안되기 때문에, 양수인 A와 B를 더하고 음수인 B을 더하면 0이 되는 의미인거 같다.

만약에 외부에서, 힘을 좀 받으면, 운동에너지 가 증가하고. 같은 실로 속력또한 공유하므로, 0보다 크게 되고, 마찰때문에, 위치에너지의 일부만, 운동에너지로 전환되면, 음수가 된다. 나는 그냥 이렇게 생각했다. - -

아무튼, ㄱ 보기 보면서 이런저런 쓸데없이 그냥 생각해봤고,

ㄴ보기는 조금 재밌는데, 외부에서, 힘 F가 개입해서, 마찰처럼 작용해서, 운동을 방해하는 작용을 하다가 R시점에서 결국 정지하게 된다.

이때, QR의 거리를 d로 잡고,

B의 위치에너지는 2mgd로 감소 하고, 문제 조건에 따라, A의 운동에너지 감소량도 2mgd 이고, A의 운동에너지를 알면, 속력공유하므로, 질량비에 의해,B의 운동에너지 감소량은 -4mgd가 되고,

이를 모두 더하면, -8mgd가 된다.

이를 해석해보면, 위치에너지가 2mgd만큼 감소하면. 물체 A와 B가 질량비로. 운동에너지가 질량비로 증가해야 하는데, 외부저항 때문에, 운동에너지가 증가하지 못하고 오히려 감소해서. -6mgd 가 되므로, 사실은 A와 B의 운동에너지 합이 2mgd이어야 하는데, -6mgd 이니깐. 외부에서 저항으로 8mgd가 개입된거고. 이 8mgd에 해당하는 F와 거리d을 곱한게 같다고 생각했다. 그래서 F는 8mg가 되는데,,

이런 해석이 당연하면 당연하지만, 조금 특이 했고, 완벽하게 이해하지 못하면, 절대 풀수 없을거라고 생각이 들었다.

심지어 ㄷ 보기도 조금 까다로웠는데, PQ와 QR의 가속도를 각각구하고(생략, 아래 써있는거 그대로), 가속도의 비가 1:3이 나오니, 속력시간 그래프에서, 에서 기울기 를 1:3 비율로 그리고, 시간은 문제에서 t가 주어지고, 비율값 이용하면 금방 3/4t시점이 나오고, 이때 속력 구할때, 간단히 가속도= 나중속도/3/4t로 간단히 1/2gt 구하거나,

QR 구간에서, 충격량공식으로, 힘 F는 -2mg 주의해서 대입해야 하고, 6mg는 전체계의 알짜힘이기 때문에, 6mg 넣으면 안된다. - -

아무튼 이렇게 구하면 ㄷ 도 나오는데, 이런식으로 가속도 비와 전체시간 t를 가지고. PR전체 이동거리 구하는방식도 조금 특이 했다.

마지막으로 정말 정말 사로하지만, QR을 d 값으로 주어줬다면, 나는 그거를 조금 힌트로 문제의 도입부를 쉽게 시작할수 있을거 같은데. 그런 d라고 안주고, 푸는 사람이 d로 직접 잡도록 유도하는게 좀 은근히 문제 푸는데 까다롭게 만든다. ㅜㅜ