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제목 [Chloe Kim] KE_rot
AP Physics C-Mechanics 문제풀이 MCQ Part.1 14
작성자 leu*** 등록일 2025-02-07 오후 3:41:34

선생님 안녕하세요!


Part 1. Unit 5 Q4:

이 문제에서 선생님이 k하고 equation을 이용해서 KE를 구한 방법이 잘 이해가 안돼요...

그냥 단순하게 external force 가 없으니까 angular momentum is constant 하기 때문에 final angular velocity (when arm is pulled closer) 가 increase 하고 inertia 는 decrease 해서 KE_rotational increases 한다 생각 하면 간단한데...

mathematically equation으로 접근 해서 KE 가 increase 한다 유도한 방법은 잘 이해가 안돼요...

설명 부탁드립니다


감사합니다.

2025-02-09 오전 1:28:20

안녕하세요! 

 

여기서 "k"는 scale factor(몇 배인지 나타내는 숫자)를 표현했던 것입니다! (k>1입니다)

 

Rotational inertia는 감소했기 때문에 final rotational inertia는 initial rotational inertia 나누기 k로 표현한 것이고, (1/k 배이기 때문)

Angular velocity는 증가했기 때문에 final angular velocity 는 initial angular velocity 곱하기 k로 표현했습니다. (k배이기 때문)

 

따라서, final kinetic energy = 1/2*I*w^2에서 Rotational inertia I는 한 번 곱하기 때문에 1/k배가 되고, 

w^2에서 angular speed는 두번 곱하기 때문에 k를 두번 곱해서 k^2배가 됩니다.

따라서 scale factor만 곱하면 (1/k)*k^2=k배가 되어서 처음보다 더 큰 값이 됩니다! (k>1이기 떄문)

 

이 풀이가 어렵다면, 이렇게 생각하셔도 될 것 같습니다.

 

 

 

Kinetic energy를 위에 유도한 것처럼 L^2/2I로 표현할 수 있는데, angular momentum L은 보존되고, I는 감소하기 때문에 K값은 증가하게 됩니다.

 

도움되셨기를 바랍니다!

-클로이쌤-

 

 

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