이*욱 교수님

안녕하세요. 이정욱 입니다.

 

예제 문항의 설명이 너무 길어서 다소 헷갈릴수 있다고 보입니다.

문제 내용의 핵심을 정리하면 아래와 같습니다.

 

샌드백이 정지상태를 유지하면서, 맞은편 배우의 (연직면에서) 원운동이 가능한 조건...

 

우선 샌드백을 보면 평형상태를 유지하기 위해서는 합력이 0 이어야 합니다.

작용하는 힘의 종류는 (아랫방향) 중력 + (윗방향) 수직항력 + (윗방향)장력 입니다.

 

샌드백이 바닥에서 분리되기 직전(즉, 수직항력이 0일 떄)에 장력은 샌드백의 무게와 같은 mg의 크기를 같으며..샌드백이 바닥에서 떨어지지 않은 상황에서 장력의 최댓값이 됩니다.

 

두번째로...배우의 입장으로 돌아와서..

원운동하는 입자에 작용하는 장력은...지름방향 성분으로 작용하는 것으로 해석하고, 중력은 지름방향성분과 접선 방향 성분으로 나눠 해석할 수 있습니다.

반지름이 일정한 경우에 지름방향 알짜힘(..구심력)의 크기는 접선방향 속도 제곱에 비례합니다.

또한, 연직면에서의 원운동할때, 장력이 한 일이 0이므로 역학적 에너지가 보존됩니다. 중력퍼텐셜 에너지가 최소가 되는 최하점을 지날 때..속도의 크기가 최대이고, 이로인해 구심력이 최대입니다.

최하점에서 중력이 지름방향 성분만 존재하므로, 장력의 크기는 최대가 되어야 원운동이 가능해지게 됩니다. 

• 2024-02-11
• 2024-12-12 수정