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제목 답변완료 serway 대학물리학 12강 01:06:49~01:08:17(예제 12-4: 장력과 인장 관여 힘)
질문유형 강좌내용 교수님 이정욱
과목 일반물리학 강좌명
작성자 김*우 (j**********0) 등록일 2023-11-11 19:15

해당 문제를 풀던 중 상단의 강의 시간대를 듣고도 제 풀이에 확신이 안 가는 부분이 있어 질문드립니다..

 

1. 첫번째는 장력과 인장력의 관계입니다.

처음에 저는 줄을 아래로 잡아당겨 줄에 인장 변형을 주는 인장에 관한 힘은 연기자의 무게 뿐이라고 생각했습니다.  하지만 해당 문제와 같이 원운동을 하는 입자에서는 줄에 매달려있는 입자가 정지해 있는 상황(장력=중력)과 달리 줄이 입자에 가하는 장력>지구가 입자에 가하는 중력(입자의 무게)입니다.  그렇다면 앞서 저의 생각은 해당 문제의 풀이에서 줄에 대한 인장 관련 힘이 줄의 장력과 같은 940N이라고 했으므로 틀린 가정이 됩니다..

여기서 의문이 들었습니다. 

(1) 줄의 장력이 940N이라면 과연 줄을 아래로 잡아당기는 힘도 940N이 맞는가??(예전 강의 내용을 다시 보니 장력이 서로 멀어지려는 입자들을 끌어당기는 힘이라고 해서 맞을 것 같다고 생각했습니다.)

(2) 만약 줄을 아래로 잡아당기는 힘이 940N이라면 연기자의 무게는 연기자가 줄에 매달려 가만히 정지해있을 때와 달리 줄의 장력의 크기보다 작은데 과연 940=연기자의 무게+x 이 x에 해당하는 힘은 어디로부터 왔는가인가? 입니다. 즉, 어떤 힘이 줄을 추가로 아래로 당기는지입니다. 

 

2. 두번째는 부등호의 사용에 대한 질문입니다.

저는 문제에서 길이의 변화(델타 L) <= 0.05 cm 라 했으므로 지름 d >= 3.5 mm로 결과가 나왔습니다. 문제 상 d=3.5mm여야 할 이유는 없는 것 같은데 그러면 정답이 3.5mm이어야 한다면 철선이 0.5 cm 이상 늘어나지 않을 철선의 지름의 최댓값은 얼마인가? 로 문제가 바뀌어야 하지 않나요??

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이*욱 교수님

안녕하세요.

 

1. 예제 조건을 보시면…장력이 940(N)이라고 되어 있을 뿐, 사람의 무게가 940(N)이라는 표현은 없습니다.

최하점에서 장력의 크기는 연기자의 무게와 원심력의 합으로 표현되지만…일반물리학 교재에서 원심력을 다루지 않으므로 다음과 같이 표현하기로 하겠습니다.

 T-mg=m(v2/r) 

에서 장력 T=mg+m(v2/r) 이고 이 값이 940(N)이라는 것이고, 이 장력에 의한 일종의 압력으로 인해 인장변형이 일어나는 것입니다.

 

2. 경계값에 대한 것인데, 원서를 보면 의미 전달이 정확한데, 번역하는 과정에서 그렇게 작성된 듯 합니다.

 

 

 

  • 2023-11-17
  • 2024-12-12 수정