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Title [Chloe Kim] AP Physics 1 MCQ
Chloe 선생님의 AP Physics 1 MCQ 질문 11
Author kac*** Date Posted 2023-11-07 오후 6:40:04

선생님 안녕하세요,


MCQ 문제 2개에 질문이 있습니다. (1번, 2번) 



1번 문제-- 첨부 사진에 쓰인 것처럼, B번에서 두개의 cart가 갖는 Ug가 각각 -mgh 와 +mgh라고 하셨는데요, 여기서 어떤거에 의해서 cart가 내려갔을때 mgh에 마이너스 부호가 붙나요?


2번 문제 -- 그리고 2번의 문제에서 "gravitational potential energy change"를 물어봐서 선생님이 change in energy of system= mgh + (-Mgh)라고 쓰셨는데, 왜 Kinetic Energy를 여기서는 무시해도 되나요? 또, change in energy of system가 왜 mgh + (-Mgh) 인지도 잘 모르겠어요. 


감사합니다!

Attachment IMG_1145[1].jpg
Attachment IMG_1146.jpg
2023-11-08 오전 1:23:51

안녕하세요!

 

1번 문제

Potential energy가 각각 -mgh, +mgh이 아니라, change in potential energy가 -mgh, +mgh라는 뜻이었습니다!

Height가 높을수록 potential energy는 커지고, height가 낮아질수록 potential energy는 작아지죠?

관람열차가 시계방향으로 회전을 하게 된다면, 오른쪽에 있는 cart는 아래로 떨어지게 됩니다. 

이때, 떨어지는 높이를 h라고 했을 때, ΔU=-mgh 만큼 변화가 생기게 됩니다!

("Change"를 계산할 때에는 final value - initial value를 하게 됩니다. 오른쪽에 있는 cart는 potential energy가 높은 데서 낮은데로 이동했죠? 그럼  ΔU=Uf - Ui를 계산하면 작은 값에서 큰 값을 빼기 때문에  ΔU<0이 됩니다.)

반대로 왼쪽에 있는 cart는 회전하면서 위로 올라가기 때문에, ΔU>0이 되겠죠? 따라서, ΔU=+mgh이 됩니다.

 

제가 강의에서는 ΔU + ΔK = (mgh - mgh) + 0으로 설명을 했지만, 다른 방법도 있습니다.

"Cart-Cart-Earth system"에서 cart들과 Earth 사이에 생기는 gravitational force는 internal force이기 때문에, external force는 없습니다.

따라서 work done by external force가 0이 되고, energy of the system도 보존된다고 생각하셔도 됩니다!

 

2번 문제

현재 문제 지문을 다시 읽어보시면 "how does the gravitational potential energy of the Objext X-Objex Y-Earth system change?"라고 물어보고 있습니다.

말그대로 graviational potential energy가 어떻게 변하는지 물어보고 있기 때문에, kinetic energy는 무시하셔도 됩니다!

다만, 문제 지문에서 "gravitational potential energy"라는 용어가 빠지고  "how does the energy of the Objext X-Objex Y-Earth system change?" 이렇게 물어봤다면, 학생의 말대로 kinetic energy를 고려해야 합니다!

 

도움이 됐기를 바랍니당😁

-클로이쌤-

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