2018학년도 수능 물리1 16번 풀이 - 노란병아리 마이너 갤러리

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개설일

2023-09-25

[💯] 2018학년도 수능 물리1 16번 풀이앱에서 작성

Messi

2024.05.17 11:34:01

조회 59 추천 0 댓글 1

[시리즈] 물리학1 기출 풀이

· 2018학년도 수능 물리1 16번 풀이
· 2020년 4월 모의고사 물리학1 20번 풀이
· 2020년 10월 모의고사 물리학1 20번 풀이
· 2022학년도 9월 모의평가 물리학1 20번 풀이
· 2022학년도 수능 물리학1 20번 풀이
· 2023학년도 9월 모의평가 물리학1 20번 풀이
· 2023학년도 수능 물리학1 20번 풀이
· 2024학년도 6월 모의평가 물리학1 19번 풀이

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현재 우후죽순으로 출제되는 JOAT 역학적 에너지 보존의 시작이었던 2018학년도에 출제된 문제임.

현재 기준으로 보면 상당히 쉽지만 그래도 얻어갈만한 점이 있어서 풀어봄

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먼저 F=10N일 때 정지상태니 B의 질량은 1kg임.

B의 중력 퍼텐셜 에너지 증가량이 운동 에너지 증가량의 두배이므로 알짜힘이 중력의 절반이라 해석할 수 있고, 따라서 장력은 15N이 됨.

그런데 F=30N이니 A의 알짜힘은 15N이고 이는 B알짜힘의 3배이니 A의 질량은 3kg가 됨.

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운동 에너지 변화량은 알짜힘*이동거리와 같으므로 q점에서 A의 운동 에너지는 6J임.

그런데 q점에서 실이 끊어지므로 외력은 더 이상 존재하지 않고, 이때부터 AB의 역학적 에너지는 보존되게 됨.

A의 가속도의 방향은 +x에서 -x로 변하고, A는 점점 느려지다 어느 점에서 속력이 0이되고, 다시 q로 되돌아왔을 때 속력은 처음 q를 지날때의 속력과 같음.

왜냐하면 q점 기준 어느방향으로 움직이든 역학적에너지는 보존되기 때문에 속도의 방향에 상관없이 크기만 같으면 운동에너지는 같기 때문임.

따라서 A의 운동에너지는 여전히 6J이고, 장력은 7.5N이므로 이동거리를 곱해주면 운동에너지 증가량은 3J이 됨.

6J+3J=9J이 다시 p점에 돌아왔을 때의 운동에너지가 됨.

그런데 굳이 이렇게 장력계산하고 알짜힘 계산하고 노가다를 해야할까?

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내가 추천하는 풀이는 이거임.

외력*이동거리=역학적 에너지 변화량이니 30N*0.4=12J이고,

AB는 과정이 어찌됐든 p에서 출발해 p로 돌아오니 중력 퍼텐셜 에너지의 변화량은 0임.

따라서 12J은 AB의 운동에너지 증가량이고, A와 B의 질량비가 3:1이니 운동에너지도 3:1로 나눠가지게 됨.

이하 생략

끝

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