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한양대 에리카 일반물리학(대학물리학) 2021-1 중간 기출문제 (정답 포함)

아이코니컬

2025.11.17 11:47

1. 시험 정보

학교/과목	한양대 에리카 일반물리학(대학물리학)
시험명	2021-1 중간고사
문항수/형식	단답형, 서술형
교수명	김수은
정답/해설	✅ 있음
파일형식	-

2. 출제 범위 & 키워드

출제 범위 & 키워드
탈출속력의 물리적 의미, 1차원 파동방정식과 그 해의 조건, 주어진 사인·코사인 파동함수가 해가 되는지 판별, 파동 이동 시 위상을 결정하는 상수항(상수 위상 조건)을 다룸.

📚 키워드
탈출속력, 파동방정식, 해 판별, 위상( kx−ωt ), 진행파 조건

3. 기출 미리보기

1. 탈출 속력에 관하여 설명하시오

1-A. 물체를 위로 쏘아 올리면 점점 느려져서 순간적으로 멈추었다가 지구로 되돌아온다. 그러나 계속 위로만 올라가서 이론적으로 무한대에서만 정지하는 초기 속력이 있는데, 이것을 지구의 탈출속력이라 한다. 무한대에 도달하면 운동에너지0 퍼텐셜에너지0-> 총에너지0 "에너지 보존법칙"

4. 자료 보기

[기출 문제]

1. 탈출 속력에 관하여 설명하시오
2. 파동방정식을 쓰시오
3. Acos(kw-wt)가 2번에 쓴 식의 해인지 아닌지 보이시오
4. Asin(kw+wt)가 2번에 쓴 식의 해인지 아닌지 보이시오
5. delta t의 시간이 지나면 파동의 A점은 delta x만큼 이동한다. 그때 y방향으로의 변위는 A로 동일하다. 이것이 성립하기 위해서 상수로 유지되는 부분은 강의 내용에 따르면 무엇인가?
5-1. 그래야만 하는 이유를 파동함수를 사용하여 설명하시오

[정답]

1-A. 물체를 위로 쏘아 올리면 점점 느려져서 순간적으로 멈추었다가 지구로 되돌아온다. 그러나 계속 위로만 올라가서 이론적으로 무한대에서만 정지하는 초기 속력이 있는데, 이것을 지구의 탈출속력이라 한다. 무한대에 도달하면 운동에너지0 퍼텐셜에너지0-> 총에너지0 "에너지 보존법칙"
2-A. ∂^2y/∂x^2 = 1/V^2 * ∂^2y/∂t^2 (wave equation)
3-A. dy/dx = -kAsin(kx-wt)
dy/dt = wAsin(kx-wt)
∂^2y/∂x^2 = -k^2Acos(kx-wt)
∂^2y/∂x^2 = -w^2Acos(kx-wt)
-k^2Acos(kx-wt) = 1/V^2 * -w^2Acos(kx-wt) "w=kv"
동일, 해가 맞습니다.
4-A. y = Asin(kx+wt)
dy/dx = Acos(kx+wt)
dy/dt = wAcos(kx+wt)
∂^2y/∂x^2 = -k^2Asin(kx+wt)
∂^2y/∂x^2 = -w^2Asin(kx+wt)
-k^2Acos(kx-wt) = 1/V^2 * -w^2Acos(kx-wt) "w=kv"
동일, 해가 맞습니다.
5-A. kx-wt
5-1-A. 실질적으로 A점에서 일어나는 것은 고무줄 같은것이라고 할 수 있다. 시간이 지나면 파동이 위아래로 왔다갔다 제자리에서 운동한다. delta t시간이 흐른다면 사실은 파동이 내려가야 하고 올라가야 한다. 진행방향으로 움직이면 착시현상을 주는 데 이때 파동은움직이고 물질은 안움직인다. A값이 A라는 크기를 유지하고 있고 delta x만큼 우측으로 이동한 점도 A값을 유지하고 있다, y가 변위이고 x가 위치이고 시간에 따라서 변하는 파동은 Asin(kx-wt)으로 쓸 수 있다. 시간이 delta t 만큼 흘러도 A라는 값이 일정하다. Asin(kx-wt)는 시간에 따라서 위치에 따라서 변화를 동시에 보여주고 있다. 변위y가 일정하려면 위상 kx-wt가 동일해야한다.

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