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제목 [Harry Kim] Torque 문제 관련 질문 드립니다.
New Ogma Physics : AP Physics 1- Algebra-based Part. 2 24
작성자 l00*** 등록일 2020-02-08 오전 8:58:20

안녕하세요, 선생님.


강의 잘 듣고 있습니다. 좀 확실히 하고 싶은 것이 있어서 질문 드립니다.


1) 24강 14:50부터 나오는 Q24-3에서 magnitude of the torque on the door at the instant that the release is activated를 구할 때  r*F*g를 쓰는 이유가 trap door가 gravity의 영향으로 가속을 받기 때문인가요? 원래는 lever이 이루는 각도가 90도라면 T=r*F로 구하는 것으로 아는데 맞나요?


2) 또한 똑같은 강의 27:30 정도에 나오는 Angular Acceleration of a Wheel에서 translational acceleration(혹은 a)은 m의 질량을 가진 object가 밑으로 떨어지는 acceleration, angular acceleration(혹은 α)은 string이 wheel에서 release되는 것이나 wheel이 돌아가는 속도의 acceleration이라고 보면 되는 것인가요? 보니깐 뒤에 있는 문제들을 푸실 때도 a와 α로 놓으시던데 그 두 문자의 의미가 항상 a=object의 acceleration, α=string 또는 system such as pulley or wheel의 acceleration 이라고 보면 되나요?


3) 그리고 25강에서 Angular Motion of a Rigid Body를 설명할때 L=Iw라고 공식이 설명되는데 이 중에 l이 rotational motion의 resistance라고 보면 되는건가요? 그리고 이 때 w는 문제를 풀때 w=20과 같이 수치가 제시가 되어서 그냥 식에 대입만 하면 되나요 아니면 m*v*R로 두고 풀어야 하나요?


4) 25강 Q25-8(29:45)에서 angular speed가 4배 커지면 rotational intertia가 1/4되어야 하는 이유가 서로 상쇄 되어야하기 때문인가요?


많은 질문으로 번거롭게 해드려서 죄송합니다.


미리 답변 감사드립니다.

2020-02-08 오후 11:10:57

1) 학생의 설명이 맞습니다. r*F 만 하면 되는데 강의에서 g 를 잘못 곱해서 factor 10만큼의 차이가 생겼습니다. F = mg 로서 이미 F 에 g 의 영향이 들어가 있습니다. torque 는 (10 kg) X (10 m/s^2) X (0.4 m) = 40 m*N 이 맞겠습니다.  강의에 쓴 400 은 잘못된 숫자입니다. 혼동을 주어 미안합니다. 

 

2)  a = linear acceleration, 즉 우리가 원래 알고 있던 개념의 acceleration 이고,  α = angular acceleration , 즉 중심축을 중심으로 pulley 가 돌아가는 angular velocity 의 rate of change 입니다. AP 문제에서도 항상 그런 notation 을 사용합니다. α = a/R 의 관계에 있습니다.  

 

3) rational inertia 는 rotational motion 의 change 에 대한 저항이라고 생각하면 됩니다. 그것이 inertia 의 뜻입니다. mass 가 translational motion 의 change 에 대한 저항 인 것과 마찬가지 입니다. inertia 가 클 수록, motion 상태는 잘 변하지 않게 됩니다. angular velocity 가 주어지는 경우도 있고, [Q25-1] 처럼 .mvR 로 풀어야되는 경우도 있습니다. 

 

4) angular momentum 이 변하면 안되기 때문입니다. linear motion 에서 external force 가 없다면 linear momentum 이 변하지 않는다고 배운 것 처럼, rotational motion 에서도 external torque 가 없다면 angular momentum 이 변하지 않습니다. I 와 ω  를 곱한 것이 변하지 않아야되기 때문에 한쪽이 4 배가 되면 다른 한쪽이 1/4 배가 되어야 합니다. 

 

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