안녕하세요!!
차근차근 봐봅시당 :)
1. momentum과 angular momentum은 서로 physical quantity입니다.
Force = mass 처럼 쓸 수 없듯이, momentum과 angular momentum은 서로 아예 다른 quantity이기 때문에 같다고 식을 세우시면 틀린 식이 됩니다!
Translate하는 물체가 angular momentum이 있다고 생각하기 좀 어려울 수 있는데요.
Rod가 처음에는 angular momentum이 없었는데 충돌 후에 angular momentum이 생겨서 angular momentum이 증가를 했죠?
그 뜻은 disk의 angular momentum이 일부 rod에게 전달이 됐다는 뜻입니다!
2. 좋은 관점입니다!!
말씀하신대로 더 오른쪽에 충돌을 하게 되면, after collision rotational inertia가 증가하게 됩니다 :)
다만, 이 문제에서는 "suppose the rod is much more massive than the disk"라고 나와 있죠?
mvr = (I+mr^2)w 를 정리해서 w= mvr/(I+mr^2)으로 표현할 수 있습니다.
여기서 중요한 점은 rod에 비해서 disk가 negligible mass라는 점입니다!
Denominator에서 I와 mr^2이 더해졌죠? I에 비해 mr^2이 훨씬 작기 때문에 mr^2에 0을 대입해도 비슷한 값이 나온다는 뜻입니다!
(예를 들어 I=800이라고 가정하고 mr^2=0.1이라고 가정해볼게요. 800+0.1은 거의 800과 동일하기 때문에 0.1은 생략하셔도 크게 변화가 없습니다.)
하지만 Numerator에서는 mvr term 밖에 없기 때문에 이때는 0.1과 0은 굉장히 큰 차이를 만듭니다!
따라서 numerator에는 0을 대입하시면 안됩니다!
3. 이 문제는 질문을 다시 여러번 읽어봤는데 제가 정확하게 질문이 파악이 안돼서요...!
Fnet = Δp/Δt 인 것은 알고 계시죠?!
이 문제에서는 two-cart system을 보고 있기 때문에 magnet 사이에서 발생하는 magnetic force를 external force 취급하셔야 합니다.
물론 magnet이 카트 위에 붙어서 같이 이동은 하고 있어서 mass는 cart에 포함을 시키셔야 하지만,
magnetic force는 두 카트 사이에서 발생하는 힘이 아니기 때문에 external force로 취급하셔야 합니다!
(제대로 질문 파악을 했는지 모르겠네요ㅠㅠ 이게 질문에 대한 대답이 안된다면 다시 질문 주시겠어요...?)
4. 이 문제는 아쉽지만 이렇게 푸시면 안될 것 같습니다!ㅠㅠ
이 실험의 목표는 "to calculate the spring constant"입니다.
Spring constant를 계산하기 위해서 실험을 진행하면서 "height" 데이터를 모아야하는 건데
spring constant를 알고 있다는 전제하에 푸신 거라 아쉽게 점수는 받기 힘들 것 같습니다ㅠㅠ
Spring constant를 모른다는 전제 하에 어떻게 height 데이터를 collect할 것인지를 적어주셔야 합니다!
1) Meterstick 설치하고 과정을 녹화해서 높이를 측정한다
2) Stopwatch로 튀어 올랐다 내려오는데 걸리는 시간을 측정하고 2로 나눈다. (t=내려올 떄 걸리는 시간) 그 다음, h=1/2*gt^2에 대입해서 height를 계산한다.
과 같은 예시가 있습니다!
maximum height에서는 아주 잠깐 머무르기 때문에 높이 측정하는 것이 어렵습니다.
이 문제를 어떻게 극복할 수 있는지 적어보라는 문제였고, spring constant 모를 상태에서 할 수 있는 실험들을 적어주시면 됐습니다!
도움되셨기를 바랍니다 :)
-클로이쌤-
