문제 이 문제의 상황을 그림으로 표현해 보았다. 왼쪽의 용수철은 q₂전하가 q1전하 밑에 위치하기 전의 모습이고 오른쪽의 용수철은 q₂전하가 q1전하 밑에 위치하여 전기력이 작용해 용수철이 늘어난 모습이다. 아래 영상을 통해 문제 상황을 보다 더 직관적으로 이해할 수 있을 것이다. 문제의 상황을 표현한 애니메이션 0.800μC의 양전하로 대전된 구가 용수철에 매달려 있다. 이 때 용수철은 평형 위치에 있는 것으로 가정했다. 이런 상황에서 -0.600 μC의 음전하로 대전된 구를 용수철에 매달린 구를 밑에 놓게 되면 쿨롱의 법칙에 의해 두 전하 사이에 인력이 작용하게 되고 그에 따라 용수철이 3.5cm 더 늘어나고, 두 구 사이의 거리가 5.00cm가 되었을 때 두 구가 평형 상태에 도달하였다. 이는 용수..

일반물리학 문제풀이 2023. 11. 12. 19:15

문제 프리덤 우주정거장에 반지름을 무시할만한 두 개의 금속 구 A와 B가 두 개의 금속 칸막이 사이에서 떠서 정지해 있다. A와 B는 길이 2.00m의 팽팽한 비전도성 실에 의해 연결되어 있다. 구 A의 전하량은 q이고 구 B의 전하량은 2q이다. 각각의 금속 구는 칸막이와 1.00m 떨어져 있다. (a) 줄의 장력이 2.50N일 때, q의 크기는 얼마인가? (b) 시간이 지나면서 어떤 일이 일어나는가? 설명해라 풀이 문제의 상황을 그림으로 표현한 것이다. 반지름을 무시할수 있다는 말은 두 금속 구가 점전하라는 의미로 풀이된다. 따라서 두 점전하 A와 B가 2.00m 떨어져 있고 둘 사이에는 비전도체 실이 팽팽하게 연결되어 있는 상황이다. 그렇다면 두 점전하 A와 B는 서로 같은 양전하이기 때문에 척력이..

일반물리학 문제풀이 2023. 10. 31. 23:54

문제 풀이 경비행기가 240m를 활주했다면 변위 x는 240m가 됩니다. 그리고 속력이 120km/h가 된다면 v를 120km/h로 두고 연립방정식을 풀 수 있게됩니다. 초기속도는 경비행기가 정지해있다고 가정하고 0으로 정합니다. 그렇다면 식을 아래와 같이 정리할 수 있습니다. 그렇다면 at = 120km/h를 아래의 식에 대입해주면 시간 t를 구할 수 있겠네요. 구해볼까요? 경비행기가 이륙하는데 걸리는 시간은 14.4s가 되겠습니다. 이제 시간을 구했으니 가속도를 구할 수 있게 되었습니다. 구해볼까요? 이렇게 가속도도 쉽게 구할 수 있게 되었습니다. 그래서 경비행기가 이륙하는데 필요한 시간은 14.4s 가속도는 2.32m/s²이 되겠습니다. 결론 등가속도의 개념을 이해하면 많은 문제를 쉽게 해결할 수 ..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 21. 17:32

문제 풀이 20m/s로 운행하던 기차가 -1.0m/s²의 가속도로 감속했다면 40초 뒤에 기차는 얼마만큼 이동했느냐를 묻는 문제입니다. 그럼 문제에서 이야기한 상황을 그래프로 표현해 볼까요? 보시는 바와 같이 20m/s의 속도로 운행하던 기차가 -1.0m/s²으로 감속했기 때문에 결국 40초가 되기 전에 속도가 0이 되어 멈추고 반대방향으로 역주행하게 됩니다. 기차가 역주행하는 경우는 생각하지 않는다면 처음 속도가 20m/s일 때부터 속도가 0m/s일 때까지 간 거리만 이동거리로 보면 됩니다. 그러면 계산해 볼까요? 일차원 등가속도 운동에서 속도를 구하는 공식을 이용하면 속도가 0이 될 때 시간을 구할 수 있습니다. 그렇다면 t = 20s가 된다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 그렇다면 t = 0s부터 t..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 21. 17:01

문제 풀이 자동차가 55mi/h의 속력으로 움직이고 있다면 0.6m/s²으로 가속한다면 60mi/h에 도달하는 시간은 얼마나 될까를 묻는 문제입니다. 등가속도 운동의 속도를 구하는 공식으로 시간을 구할 수 있겠네요. 일차원 등가속도 운동에서 속도를 구하는 식입니다. 이 식에서 t만 좌변에 남겨주면 시간 t를 구할 수 있게 됩니다. 이렇게 식을 세워 풀어주면 시간 t를 쉽게 구할 수 있습니다. 1mi = 1.6km인 것은 다들 알고계시지요? 결론 등가속도 운동의 개념에 대해 알고 있다면 어렵지 않게 풀 수 있는 문제다.

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 21. 15:44

문제 풀이 문제를 통해 유추해 보면 자동차 여행자는 중간에 22분 휴식을 취한 시간 외에는 89.5km/h의 일정한 속도로 운전하고 있는 상황입니다. 그래프를 통해 확인해 보면 중간 쉬는 시간에는 속도가 0이고 그 외에는 모두 89.5km/h의 속도입니다. 그렇다면 이때 평균속도가 77.8km/h가 나왔다면 운전자는 어느 정도의 거리를 몇 시간 동안 운전했는지 어떻게 알 수 있을까요? 한 번 평균속도를 구하는 공식을 통해 77.8km/h가 어떻게 나왔는지 확인해 봅시다. 평균속도를 구하는 식은 위와 같습니다. 그래서 77.8km/h를 평균속력으로 하면 자동차를 타고 간 총거리를 총 걸린 시간으로 나눈 값이 평균 속력이 됩니다. 그렇다면 22분 동안 멈춰있던 시간을 제외하면 평균속력은 어떻게 될까요? 이렇..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 20. 19:59

문제 풀이 먼저 문제의 상황을 이해해봅시다. 제트기가 활주로에 정지상태로 있습니다. 이륙을 하려면 활주로를 벗어나지 않고 75m/s의 속도에 도달해야합니다. 그래서 가속도가 1.3m/s² 이라면 2.5km의 활주로를 벗어나지 않고 이륙할 수 있는지 묻는 문제입니다. 그렇다면 이륙을 위한 속도인 75.0m/s에 도달하는데 얼마나 걸리는지 시간을 알 수 있다면 제트기가 시간동안 이동한 변위를 구할 수 있으니 활주로의 길이를 벗어나는지 확인해볼 수 있지 않을까요? 제트기는 등가속도 운동을 하고 있기 때문에 위의 식으로 제트기의 속도를 구할 수 있습니다. 하지만 이륙하는데 필요한 속도는 문제에서 주어졌습니다. 그리고 초기속도는 0 그렇다면 미지수는 t하나 뿐이니 t를 구할 수 있겠네요. 이륙속도를 좌변의 v에 ..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 20. 18:36

문제 풀이 문제 상황을 이해하기 위한 애니메이션입니다. 치타가 정지상태에서 45m 거리를 달렸을 때 속력이 72km/h가 된 상황입니다. 그렇다면 이때 치타의 평균 가속도는 어떻게 구할 수 있을까요? 평균가속도는 속도의 변화를 걸린 시간으로 나눈 물리량입니다. 여기서 속도의 변화는 72km/h - 0으로 쉽게 구할 수 있습니다. 하지만 걸린 시간은 주어지지 않았기 때문에 주어진 값으로 찾아내야 합니다. 그렇다면 시간을 알아내 볼까요? 시간은 변위를 평균속도로 나눈 값으로 구할 수 있습니다. 여기서 속력은 델타 v가 아닌 평균속도의 값이 되어야합니다. (저도 델타 v로 정의하는 오류를 범했습니다.) 그렇다면 평균속도는 어떻게 구할까요? 평균속도는 최종속도와 최초속도의 합을 2로 나누어주면 됩니다. 그렇다면..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 20. 17:51