문제 풀이 문제 상황을 아래 그림으로 조금 더 자세히 살펴보자 2.00μC 전하에 가해지는 힘은 x축으로 0.5m 거리에 있는 음전하와 직선거리로 0.5m 거리에 있는 양전하로 인한 정전기력이다. 전기력은 중첩되기 때문에 각 힘의 벡터합으로 2.00μC 전하에 가해지는 전기력의 크기와 방향을 구할 수 있다. 그렇다면 각 힘의 x, y 성분을 구해보자 먼저 힘의 x성분은 위 이미지와 같다. 그렇다면 힘의 y성분은 아래 이미지와 같다. 그래서 힘의 x성분과 y성분의 값은 이렇게 된다. 힘의 x성분과 y성분을 알았으니 이제 힘의 크기와 방향을 구할 수 있게 되었다. 힘의 크기와 방향은 아래와 같이 구할 수 있다. 이 식에 우리가 구한 힘의 x성분과 y성분을 대입해서 계산해주면 아래와 같다. 결론 역시나 중첩의..

일반물리학 문제풀이 2023. 11. 27. 20:44

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 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 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 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

문제 이 문제는 야구선수가 슬라이딩을 할 때 손실된 운동에너지의 양과 슬라이딩한 거리를 구하는 문제다. 그래서 마찰력과 운동에너지가 서로 어떤 관계가 있는지 묻는 문제로 보인다. 풀이 먼저 주자가 2루에 슬라이딩 한다는 것은 운동에너지가 존재한다는 의미입니다. 질량을 가진 사람이 움직였기 때문입니다. 여기서 최종 속력이 0이 되었다는 것은 슬라이딩 하는 동안 마찰력에 의해 운동에너지의 손실이 발생해서 최종적으로 정지했다는 의미입니다. 따라서 마찰력에 의해 손실된 역학적 일의 총량은 위 식으로 구할 수 있다. 처음 속력이 4m/s 나중 속력이 0m/s 가 된다. 식에 값을 대입해보면 이렇게 계산할 수 있다. 그래서 결과는 마찰력에 의해 손실된 운동에너지는 -560J(줄)이 된다. 그렇다면 야구선수가 슬라이..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 18. 21:16

문제 문제를 이해해 봅시다. 페인트의 총량(부피)이 3.79 x 0.001m³ 일때 페인트의 총량으로 칠할 수 있는 표면의 넓이가 25.0m²라고 하면 칠해진 페인트의 두께는 얼마인가를 묻고 있다. 그림으로 살펴보자 1갤런의 페인트로 25m²의 표면을 칠했다면 그 두께의 길이는 얼마일까? 페인트를 측면에서 바라본다면 페인트의 두께가 보일 것입니다. 그렇다면 두께는 어떻게 구할 수 있을까요? 1갤런이 외부적으로 손실되지 않고 온전히 페인트칠에만 사용되었다면 그 양은 보존되어야만 합니다. 따라서 위 그림과 같은 방정식을 세울 수 있습니다. 여기서 x는 두께(높이)가 됩니다. 변수가 x하나이니 위식으로 바로 x값을 구할 수 있습니다. x값은 이렇게 쓸 수 있고 mm단위로 하면 0.15mm가 되고 마이크로미터 ..

일반물리학 문제풀이 2023. 5. 16. 21:31