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제목 답변완료 [일반물리학] [특강] 일반물리학1 문제풀이 (1학기 중간고사 대비)/6강 여러가지 힘과 힘의 평형/ 24:59
질문유형 강좌내용 교수님 이정욱
과목 일반물리학 강좌명
작성자 정*유 (j*******0) 등록일 2023-04-11 13:37

15번 문제입니다.

 


위처럼 이해했는데 제가 이해한게 맞나요?

근데 방향이 계속 바뀌고 있어서 지름방향힘은 0이 아닌데 이건 전체합력에 어떻게 반영되는건가요?

 

그리고 f와 fs(최대정지마찰력)의 차이점이 뭔가요

정지상태를 유지하기 위해서 마찰력은 커져야되는데 이때의 마찰력은 정지상태에서의 마찰력이니까 f=fs 이고 fs또한 커져야 되는 것 아닌가요?

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이*욱 교수님

이해한 내용에 대해 수정이 필요합니다.

 

우선 ...원운동할 때, 선속도의 크기가 증가하면 (구심가속도)의 크기는 증가하지만, (접선가속도)의 크기는 제시된 상황으로는 알 수 없습니다. 

접선가속도의 방향과 회전 방향이 동일하면 선속력이 증가하므로 접선가속도의 크기에 대해서는 알 수 없습니다.

문제에서 속력이 일정하게 증가한다고 하였으므로, 접선가속도의 크기가 일정한 것이고, 이로 인해 접선방향의 합력이 일정하게 됩니다.

 

다만, 방향 변화율에 해당하는 구심가속도의 크기 (v2/r)이므로  선속력이 증가하면 구심가속도의 크기는 증가합니다. 따라서, 원의 중심을 향하는 구심력의 크기는 증가하게 됩니다.

원운동하는 입자에 대해..운동분석을 위한 축을 설정할 때...지름방향과 접선방향으로 나눠 해석한다고 하죠?

 

그럼...그림의 최하단에 물체가 있을 때...   ↑                 +           →.            =     ↗

                                                            지름방향 힘    접선방향의 힘        =   합력 

 

위와 같이 표현됩니다. 지름방향 힘의 크기는 증가하고, 접선방향 힘의 크기는 일정하므로 합력의 크기는 증가하게 됩니다.

 

마찰력은 현상적인 힘이라..원론적인 증명은 현재 이뤄지지 않은 상태입니다. 

지름방향 힘 성분이 마찰력이라면...속력이 증가하는 동안 마찰력이 증가하게 되고, 마찰력의 최댓값은 최대정지 마찰력입니다. 

속력이 필요이상으로 빨라지게 되면..구심력의 한계값인 최대정지 마찰력을 넘게 되고...이로 인해..미끄러지게 되어..원궤도를 이탈하게 됩니다.

 

  • 2023-04-13
  • 2024-12-12 수정