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Title [Harry Kim] Phys C Mech C4-1 질문
Lesson_12_C04.Rotation 13
Author phy*** Date Posted 2025-02-04 오전 1:21:37

안녕하세요 선생님!


C4-1 에서 ant 의 position I 의 free body diagram 을 그려주셨는데, force of gravity 랑 force normal 만 있으면 되는게 맞는건지 헷갈립니다. ant 와 flywheel 사이 friction 은 없는 상황인가요? 없으면 어떻게 ant 가 flywheel 에 붙어있는 건가요? 


혹은 그냥 circular motion 으로 생각해서 mg - force normal 이 centripetal force 로 되어서 ant 가 돌아간다 라고 생각하면 되는걸까요?


추가로, position III 에 ant 가 중간으로 받는 force 는 어디에서 오는건지 궁금합니다. 이게 ant 랑 flywheel 사이에 있는 friction 인가요? 이 force 가 어디서 생겨나는지 잘 이해가 안 가서 설명 해 주실수 있으면 감사하겠습니다.


항상 감사합니다!

Attachment SmartSelect_20250203_231738_SamsungNotes.jpg
2025-02-04 오전 11:27:43

당연한 질문입니다. 우리가 다루는 물리 문제들은 사실 아주 ideal 한 경우를 아주 단순화한 상황만 가정하기 때문에

현실과 괴리감이 있을 수 밖에 없습니다. 

 

현실적으로, ant 와 wheel 표면 사이에 friction 이 없을 수가 없겠죠. ant 가 wheel 위에 서 있는데 wheel 만 돌기 시작하면

friction 이 없다면 ant 는 미끄러져버릴테니까요. 그런데, 우리가 다루는 uniform circular motion 에서는 관련된 모든

물체가 이미 같은 tangential velocity 를 가지고 회전하고 있다고 가정한 상태에서의 문제만 나오게 됩니다. 그래서

tangential 방향 friction 은 없다고 해도 같이 돌아가는데 지장은 없습니다. 문제에서 "An ant of mass m clings to the

rim...." 이라고 되어 있으니 ant 가 wheel 에서 떨어져 나가지 않기 위해 wheel 을 붙들고 있다는 것인데, 이것이

ant 가 붙어 있는 force 가 되는 것이고 오로지 radial 방향, 즉, 중심을 향하는 방향만 있다고 가정합니다. 

I postion 에서는 이 clinging force 가 없어도 ant 는 잘 앉아 있는 것이고, III position 에서는 이 clining force 가

gravity 를 빼고도 centripetal force 를 줄 수 있을 정도로 악착같이 붙들고 있어야 하는 차이가 있을 뿐입니다.  

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