11.6 질문받은 문제 마찰력과 가속도 (2009 6월모평 물리1 20번문제)

질문) 첨부파일은 2009년도 6월 모평 물리 1 문제인데, 

제가 최근 8개년 기출문제 중 단 하나 해결하지 못한 문제예요. 

20번 문제인데, ㄱ,ㄴ 선택지는 확실하게 알겠는데 ㄷ 선택지는 도저히 모르겠습니다.

Ska의 답변) 최근 8개년 기출문제를 다 풀어보신다니 현명하게 공부하는 학생이로군요.

일단 문제를 풀기전에 (가)는 마찰이 없는 면을 움직이는 두 물체입니다. 그리고 오른쪽 그래프를 보니 가속도는 3v/t 로군요.

물체 두개가 함께 움직이므로 두 물체의 질량은 2m, 가속도가 3v/t 니까 알짜힘은 6mv/t 일겁니다.

(나)는 마찰이 있는 면을 움직입니다. 가속도는 2v/t 이구요.

역시 두개가 함께 움직이므로 알짜힘은 2m x 2v/t = 4mv/t 로군요.

그림을 그려서 힘을 표시해봅시다.

우선 (가)는,

입니다. 줄이 나오는 푸는 요령은 항상 강조하듯이 줄을 펴라는 겁니다. 줄을 펴볼까요?

수직항력과 중력은 딱봐도 서로 상쇄되겠군요!!

결국 남는것은 중력 mg 뿐이고, 결국 mg가 알짜힘이 될겁니다.

처음에서 알짜힘을 계산했으니까 대입하면,

 mg = 6mv/t 라는 관계가 나왔군요.

(나)를 그려봅시다.

(가)와 같지만 이번에는 마찰력이 있습니다.

같은 방법으로 줄을 펴 봅시다.

오른쪽을 (+)방향이라고 하면

알짜힘은 = mg - μmg = 4mv/t 로군요!!

처음에서 mv/t = mg/6 입니다.

윗식에 대입하면,

mg - μmg = 2/3mg

μmg = 1/3mg

결국 마찰계수는 1/3이군용

보기를 보면,

ㄱ. 가속도는 A가 B의 3/2가 맞습니다. (O)

ㄴ. 이 보기는 감으로 때려맞추신거 같은데요!!! 마찰계수를 모르면 풀 수 없는디...ㅋㅋ 아래처럼 풀어야 합니다.

우리가 보고 싶은 물체만 보고 잘라내서 생각하면 쉽습니다.

(가)의 경우,

(나)의 경우,

(가)에서는 1/2mg (나)에서는 2/3mg 이므로 (나)의 장력(실이 물체를 당기는 힘)이 더 크군요!! (O)

ㄷ. 마찰계수는 1/3 입니다. (O)

답은 5번!!!!

되셨나요?

제가 보기엔 마찰력과 힘의 개념에 대해서 아직 좀 부족한게 보이는걸요?

자만하지 마시고 정진 또 정진하시길 바랍니다. 수능은 끝이 아닌 시작일 뿐이라는거~