
0.2kg의 추를 달고 A지점에서 가만히 놓았을 때,
추가 C지점을 통과할때 끈의 장력을 구하는 문제예요.
중력가속도는10이고..
저는 원심력까지 고려해서, 역학적 에너지 보존을 이용해서 C지점에서의 속도를 찾고..
T=mgcosθ+mv^2/R
으로 계산했거든요..그래서 2.4N이라고 풀었는데
답지엔 그냥 T=mgcosθ으로 1.6N이라네요...
장력이랑 중력의 합력이 구심력이니까...
원심력을 고려 안하는게 맞나요??
움직이는 계의 관점으로 보면 원심력이 작용하는거고, 속도를 가진 물체라 고려해야 될거 같은데...
기초적인건데 답지가 그렇게 나오니 헷갈리네요..ㅠㅠ
여러분들 의견듣고 싶어요
답변 부탁드려요..
첫댓글 A점에서의 장력과 동일합니다. 원운동하는 물체라 생각하고 원심력을 고려하신 것 같은데, C지점에서 순간적으로 정지하니까, 원심력을 고려할 필요가 없습니다. 고려한다고 해도, 속도 v=0이니 T=mgcosθ 가 맞겠죠.. ^^
C점은 A점이랑 같은 높이가 아니고 움직이는 상태예요..ㅠ.ㅠ올라가고 있는중..
문제지가 잘못된것 아닌가요? 속도가 있기 때문에 원심력을 고려 해야 해요. 님이 맞게 구하신거 같은데요 비슷한 문제 찾아서 한번 확인해 보세요^^
장력이랑 중력의 합력이 구심력은 아닙니다....장력이랑 중력의 합력은 알짜힘입니다. 이 알짜힘은...구심력방향과 다릅니다.
에고고 그 말은 제가 실수했네요! 장력이랑 중력의 코사인 방향이라는 뜻이였어요 ㅎㅎ 암튼 감사^^
그리고 이문제에서 원심력이라는 이야기를 사용할 필요가 없다고 생각합니다..구심력을 이야기해야 합니다...움직이는 계 관점을 말할필요도 없고요...그 계(움직이는계) 전체의 운동이기때문이죠......그리고 위 질문자님이 식을 정확히 세우시지는 않았습니다.....mv^2/R=T- mgcosθ 이 식이 올바른 식이라고 생각합니다....뭐가 다르냐고 하시겠지만....구심력을 구별할줄 아신다면...구심력=mv^2/R=T- mgcosθ 이렇게 적어야 한다는 것을 아실것입니다.
저기.. 이거 뭔가 심오한 것 같은데 좀만 더 갈켜주시면 안될까요?? 제가 이런거에 엄청 약해서......ㅠㅠ 위에 적은 식의 차이를 모르겠어요.ㅠㅠ
참고로... 움직이는 계입장을 보려는 문제..즉, 언제 원심력이라는 이야기를 해야 하는가하면......저 추에 개미가 기어다닌다고 할때(움직이는 계 속에서 일어나는 일들을 이야기할때) 개미를 논할때 이야기해야 하는 것이...원심력입니다.
음......물체가 구심방향으로의 힘을 정리할때 구심쪽으로의 알짜힘이 있어 그것을 기준으로 식을 세운다는 것이죠...즉, 구심력을 기준으로요...즉..물체가 회전을 한다고 알고 있기에 ...구심력이 있다는 것을 알고 있기에...구심력 mv^2/R 이것을 적은뒤...그 것에 해당하는 것들이 실제로 무엇인가를 적어보는 것이죠...이 경우는 중력의 코사인성분과 실의 장력이 구심쪽의 성분을 좌우하겠군요...그래서 식을 mv^2/R=T- mgcosθ 이렇게 세우는 것입니다.
T=mgcosθ+mv^2/R 이렇게 풀어도 맞는데 뭘 그러시냐고 하시면......음 수학문제에 비유하자면...3만원을 가지고 150원짜리 지우개를 구입하는데 1천원을 남겨야 한다..이것을 식으로 세워라 하면....30000=150x+1000 이렇게 세우는 것이 정확하잖아요...그런데 T=mgcosθ+mv^2/R 이식은 150x = 30000-1000 이렇게 세운것이여요...즉...우리가 원하는 것을 위주로 구하는 것이죠...답을 구할수 있지만...전체적인 의미를 놓칠수 있습니다..
답변 감사해요^^ 문제 답구하는거에만 급급해서 식의 제대로된 의미를 놓칠뻔했네요~~릴라님 덕분에 한번더 생각하는 계기가 되었어요~같은결과가 나오더라도 과정에 좀더 주의를 기울여야겠네요~^^
네..같이 많이 생각하여 좋은 물리교사가 됩시다.....감사합니다...
무엇을 놓칠수 있느냐...음...구심력 = mv^2/R = T- mgcosθ 이 식은 이 물체에 구심력이 작용한다는 것을 말합니다...즉..구심방향으로 힘이 작용을 한다는 것이죠...물체의 속력에는 영향을 안주는 것이며 방향만 바꾼다는 것이죠.....하지만 T=mgcosθ+mv^2/R 이식은 이게 원심력인지 구심력인지 잘 모르는 상황입니다....
지금 상황과 비슷한 것이 있습니다......힘에 관련된 유명한 식 뉴턴의 제2법칙 F=ma 라고 하시는데....... 정확히 하면 ma=F 라고 적어야 합니다....알짜힘에 의해 물체가 가속한다는 = ma 이며..........여기서 F라는 것은 외력의 전부를 의미합니다..배울때 외력이라는 것을 배우지만...별로 주의깊게 듣지 않고 문제를 그냥 풀어나갑니다....사실 거기가 중요한 포인트인데 말이죠.......다시 정리하면...ma = 모든 외력들..... 이렇게 적어야 합니다....
참고로...구심력이 있다고 해서 다 원운동을 하는 것이 아니죠...위 상황이 그 예이죠....구심력이 약해지는 상황이면서....물체의 속력을 줄이는 힘이 있으니깐요(중력의 sin 성분)........따라서 위 상황에서 물체에 작용하는 알짜힘은 구심방향과 접선방향(아래쪽) 의 사이방향으로 작용합니다.
음...문제접근하는 방법은.....이 물체가 원운동 또는 원운동과 비슷한 운동을 하고 있으면 분명...구심방향의 힘 ...즉, 구심력이 작용합니다..따라서 구심력=mv^2/R 이것을 적은뒤 그 뒤에 그 쪽 성분에 해당하는 힘들을 다 적어주면 됩니다......물체가 원운동을 하기에....그리고 그 물체를 기술하는 것이기에....구심력이라는 용어를 사용해야지...원심력이라는 용어를 사용하면 잘못된 접근입니다....
반면...원운동을 하는 물체 속에...또는 원운동하는 물체에 내가 타고 있다..........또는 원운동하는 물체에 있는 다른 물체를 원운동하는 물체의 관점에서 기술하려고 한다...이때는 원심력이라는 용어를 사용해야지...구심력이라는 용어를 사용하면 안됩니다.
감사합니다.....뭔가 알게된것 같은데 아직 익숙치 않아서 어색하기도 하네요...ㅠㅠ 님 글을 좀더 연구해보고 확실히 내것으로 만들어야겠네요.... 난중에 또 궁금한게 생기면은 좀더 질문을 드리겠습니다..ㅅㄱ하세요..^^