| 제목 | 답변완료 serway 대학물리학 교재 예제 10-11, 10-12 | ||
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| 질문유형 | 기타 | 교수님 | 이정욱 |
| 과목 | 일반물리학 | 강좌명 | |
| 작성자 | 김*우 (j**********0) | 등록일 | 2023-11-07 20:34 |
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예제를 풀면서 제가 생각한 방식이 맞는지 궁금하여 질문드립니다!!
예제 10-11
1. 막대가 회전하면서 중력 퍼텐셜 에너지 차이를(또는 중력이 한 일을) -Mg(L/2)로 보는 이유가 `강체 전체에 작용하는 중력의 효과가 무게중심(질량중심)에 작용하는 중력 Mg의 효과와 같다`고 봐서 그런 것인지 궁금합니다.
예제 10-12
1. 줄의 질량을 무시하면 줄 전체에 일정한 장력이 걸리는 것으로 알고 있습니다. 하지만 이 예제에서는 같은 줄이라도 T1, T2로 다른 장력이 걸렸는데 이것이 (1) 이 예제에서는 줄의 질량이 있다고 보기 때문인지, (2) 도르래를 기준으로 서로 다른 2개의 줄로 봐서인지 궁금합니다..
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안녕하세요.
1. 지표면에서는 질량중심과 무게중심이 일치합니다.
무게 중심은 중력의 유효작용점이라고도 합니다. 그래서, 무게 중심을 기준으로 중력 퍼텐셜 에너지 변화량을 기술하면 쉽게 계산가능합니다.
만약, 이 부분이 충분히 의심스럽다면 미소 질량으로 나눠 퍼텐셜 에너지 변화량을 계산해보셔되 됩니다만 결국 동일하다는 결과를 얻게 됩니다.
2. 장력은 현상적인 힘으로 해석하기 때문에 장력은 달라질 수 있습니다.
질점역학을 다룸에 있어, 도르래를 기준으로 장력이 동일하게 표현되었던 이유는 도르래가 미끄러지지 않아서 줄과 도르래 사이의 상호작용을 무시할 수 있어서 였습니다.
하지만, 도르래의 운동을 기술해야 하는 강체의 경우, 도르래가 회전하기 위해서는(도르래의 각가속도를 기술하기 위해서는 장력에 의한 알짜토크가 0이 아님) 경계점에서의 장력이 달라야 합니다. 이때, 왜 장력이 달라져야 하는가…하는 부분은 사실 장력은 전자기력의 일종이라 입자의 배열과도 관계있다고 알려져 있습니다. 결국 거시적 관점에서는 현상적으로 이해하기 위해 장력의 특성을 다음과 같이 가정하고 이해합니다.
줄의 배열이 변하지 않는다면, 장력의 범위는 0부터 무한대까지이며, 장력은 입자의 배열에 대해 접선방향으로 작용함!
- 2023-11-17
- 2024-12-12 수정
