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Title [Chloe Kim] terminal speed
AP Physics C-Mechanics 문제풀이 FRQ Part.1 7
Author leu*** Date Posted 2025-02-04 오후 7:33:11

안녕하세요!


MCQ Part1. Unit 2 Q24:

이 문제 에서 ball is thrown down with a speed greater then terminal speed 라 했는데 왜 선생님은 drag force 가 mg 보다 크다 했는지 이해가 안되요...

speed > terminal speed 이면 drag force 와 mg 가 balance 되기 전이라서 mg가 더 크니까 더 빠른 speed 인 거 아닌가요...?

물리 초보라 조금 자세히 설명 부탁 드립니다.


감사합니다!

2025-02-05 오후 12:13:03

안녕하세요!!

 

Terminal speed일 때 weight랑 drag force랑 balance한다는 것을 알고 계시죠?! (Net force = 0일 때)

 

Drag force는 보통 속도(v)랑 비례하거나 속도제곱(v^2)에 비례합니다.

즉, 속도가 커질수록 drag force도 같이 커집니다.

 

"Thrown with a speed greater than terminal speed" 라고 했기 때문에 drag force가 gravitational force보다 더 크다는 얘기입니다!

 

숫자로 생각하시면 쉬울거에요. 

• Drag force = b*v, where b = 20 kg/s

• m = 5 kg

이렇게 가정해볼게요.

 

Terminal speed를 구해보면, mg = bv에 의해 v = mg/b = 5*10/20 = 2.5m/s이 됩니다.

Terminal speed보다 더 큰 속도로 던진다면 (예를 들어 v=3m/s) drag force = b*v = 20*3 = 60N이 돼서

gravitational force mg = 5*10 = 50N 보다 커지게 됩니다!

 

경우를 나눠서 보면

1) speed < terminal speed일 때에는 drag force < gravity

2) speed = terminal speed일 때에는 drag force = gravity

3) speed > terminal speed일 때에는 drag force > gravity입니다!

 

도움 되셨기를 바랍니다 :)

-클로이쌤-

 

 

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