일반물리학(대학물리학)

[기출문제] 부산대 일반물리학(대학물리학) 2022-1 중간 기출문제 (정답 포함)

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2025.12.05 09:30

1. 시험 정보

학교/과목	부산대
시험명	2022-1 중간
문항수/형식	서술형 5문제
교수명
정답/해설	✅ 있음
파일형식	-

2. 출제 범위 & 키워드

등가속도 운동, 일·운동에너지 정리, 이상기체 상태방정식, 도플러 효과(파동)

📚 키워드
등가속도 공식, 운동에너지 증가(Work=ΔK), PV=nRT, 도플러 주파수 변화

3. 기출 미리보기

1. 한 물체가 정지 상태에서 출발해 일정한 가속도 2.0{m/s^2}로 움직인다.
5초 후 속도와 이동 거리를 구하라.

4. 자료 보기

[기출 문제]

1. 한 물체가 정지 상태에서 출발해 일정한 가속도 2.0{m/s^2}로 움직인다.
5초 후 속도와 이동 거리를 구하라.
2. 질량 2 kg의 물체에 10 N의 힘이 수평 방향으로 3 m 이동하는 동안 작용했다. 마찰은 무시한다.
운동에너지의 증가는 얼마인가?
3. 0.5 mol의 이상기체가 27 °C, 2 atm일 때 부피는 얼마인가?
4. 소리가 340 m/s로 전파될 때, 정지한 관찰자 쪽으로 20 m/s로 다가오는 자동차가 경적(주파수 500 Hz)을 울린다. 관찰자가 듣는 주파수는?

[정답]

1. 어떤 물체가 정지 상태에서 출발하여 일정한 가속도로 5초 동안 움직이면, 속도는 가속도에 시간을 곱한 값으로 구할 수 있다. 가속도가 2 m/s²일 경우, 5초 후 속도는 10 m/s가 된다. 이동거리는 시간의 제곱에 비례하므로 25 m가 된다. 따라서 물체는 5초 동안 25 미터를 이동하고 속도는 10 미터 매 초에 이른다.

2. 일과 운동에너지

질량이 2 kg인 물체에 10 N의 일정한 힘이 3 미터 동안 작용하면, 그 힘이 한 일의 크기는 30 줄이다. 마찰이 없으므로 외력이 한 일은 그대로 물체의 운동에너지 증가로 전환된다. 따라서 운동에너지는 30 줄만큼 증가하며, 이는 물체의 속도가 커졌음을 의미한다.

3. 이상기체 상태방정식

0.5 몰의 이상기체가 27도(절대온도 300 K)에서 2기압의 압력을 가진다면, 이상기체 상태방정식 PV = nRT를 적용하여 부피를 계산할 수 있다. 이때 기체상수 R은 0.0821 L·atm/(mol·K)이다. 수치를 대입하면 부피는 약 6.2 리터로, 기체는 대략 6리터 정도의 공간을 차지한다는 것을 알 수 있다.

4. 자동차가 관찰자 쪽으로 다가오면서 500 헤르츠의 경적을 울릴 때, 관찰자는 실제보다 높은 주파수의 소리를 듣게 된다. 이는 파동의 진동수가 상대 속도에 따라 달라지는 도플러 효과 때문이다. 소리의 속도가 340 m/s, 자동차의 속도가 20 m/s일 때 관찰자가 듣는 주파수는 약 531 헤르츠로 계산된다. 즉, 원래 음보다 약간 높게 들리며, 자동차가 멀어질 때는 반대로 더 낮게 들린다.

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