9.27 질문받은 문제 (힘의 평형과 운동법칙)

다음은 고등학교 2학년에 재학중인 미모의 여고생 신모양의 질문입니다.

질문) 안녕하세요 고등학교2학년 여학생입니다..혼자 물리를 독학하는게 쉽지가않네요..이문제알려주세요!

Ska의 답변) 힘의 평형과 작용반작용에 대해서는 아래의 포스팅을 일단 참고하시죠.

힘의 평형이라는 것은 서로 여러 힘이 하나의 물체에 작용할 때에 그 합력이 0이 되는것을 말합니다.

그리고 합력이 0이 되므로 가속도역시 (F=ma에 의해) 0이 되는것이죠.

그러나 매번 이렇게 힘이 같을 수가 있나요. 서로 다른 힘이 작용하면 어떻게 될까요?

힘이 더 큰쪽으로 끌려갈겁니다.

약간 더 응용해서 이제 방향까지 다르면 어떻게 될까요?

평행사변형의 법칙을 쓰면됩니다. 유식한 말로 벡터의 합성이라고 하죠.

이제 문제를 풀어봅시다.

ㄱ. F1과 F3는 서로 같은 힘의 크기로 서로 반대방향으로 물체를 당기고 있습니다. 그러니까 이 두 힘은 평형상태인 것이죠. 맞음

ㄴ. 물체의 가속도를 구하기 위해서는 물체에 작용하는 모든 힘을 합성해주면 됩니다. 물체는 F4의 방향으로 4N만큼의 힘을 받겠군요.

물체의 질량이 2kg 이므로

F=ma에 의해 4N = 2kg * a

a= 2m/s^2 이구만요. 맞음

ㄷ. 물체의 가속도의 방향은 합력의 방향입니다. F4의 방향은 y축의 방향과 일치하는군요. 맞음

그래서!!! 정답은 5번 되겠습니다.

여학생이 물리를 선택하시다니 그 용기에 박수를 보냅니다. 가녀린 몸으로 가시밭길을 걸어갈것을 생각하니 벌써부터 가슴이 먹먹해져 오네요.

화이팅~

행복한 집 쏠라우스