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전남대 일반물리학(대학물리학) 2025-1 중간 기출문제 (정답 포함)

아아산미없게

2025.11.24 11:21

1. 시험 정보

학교/과목	전남대학교 용봉캠퍼스 일반물리학 (대학물리학)
시험명	2025-1 중간고사
문항수/형식	서술형 1문제
교수명	김성현
정답/해설	✅ 있음
파일형식	JPEG

2. 출제 범위 & 키워드

탄성에너지 보존과 마찰에 의한 일(에너지 소산)을 이용해 운동거리·정지 위치를 구하는 역학 문제

📚 키워드
용수철 상수 k, 탄성퍼텐셜에너지(½kx²), 질량 m, 운동에너지, 마찰계수 μ_k, 마찰력=μ_kmg, 일–에너지 정리, 정지거리 계산

3. 기출 미리보기

용수철 상수 k=200N/m, 용수철 15cm를 압축해서 190g의 토막을 발사한다.

용수철은 마찰이 없는 수평면에 설치하고 용수철이 평형길이를 지나면 마찰계수가 0.27인 길이 85cm 마찰면이 있을 때 토막이 정지한 곳은 어디인가?

4. 자료 보기

[기출 문제]

용수철 상수 k=200N/m, 용수철 15cm를 압축해서 190g의 토막을 발사한다.

용수철은 마찰이 없는 수평면에 설치하고 용수철이 평형길이를 지나면 마찰계수가 0.27인 길이 85cm 마찰면이 있을 때 토막이 정지한 곳은 어디인가?

[정답]

용수철의 포텐셜 에너지 Ko=kx^2/2, 마찰에 대한 일 Wnc=-umgL, Ко = kx^2/2 =(200 N/m) (0.15 m)/2 = 2.25 J
ДЕ = Wnc = -umgL = -(0.27)(0.19 kg)(9.8 m/s^2)(0.85 m) = -0.427 J
그림 7.21 실전 문제 57
오른쪽 곡선이 수직으로 충분히 높다면, 토막은 다시 왼쪽으로 다시와서 용수철을 압축시키고 다시 오른쪽으로 발사되는 운동이됨.
5.27 번 반복해서 바닥을 지나면 에너지는 0이 되므로, 실제적인 5번 바닥을 지나면 남은 에너지는 K= Ko -5|Wnc|= 0.113J 가 되어 5번을 지나 오른쪽에서 왼쪽으로 올때, 마찰에 의해 정지됨. 그 길이는 S=K/umg=0.113 J/(0.27) (0.19 kg)(9.8 m/s^2) = 0.225 로 85 cm - 22.5 cm = 62.5 cm.
마찰이 시작되는 지점으로부터 오른쪽으로 62.5 cm 지난 위치에서 정지한다.