Ch2 여러가지 힘 Lesson 2 연습문제 3회

1. 그림과 같이 물체를 10N의 힘으로 오른쪽으로 끌어당겼지만 물체가 움직이지 않았다.

 

이때 물체에 작용하는 마찰력의 방향과 크기를 써라.

 

2. 운동 경기에 사용하는 도구 중에서 마찰력이 커야 편리한 경우와 작아야 편리한 경우를 각각 옳게 짝지은 것은?

 

	커야 편한 경우	작아야 편리한 경우
1)	스케이트 날	배드민턴 화 바닥
2)	수영복	스노보드 바닥
3)	사이클 타이어	농구공의 표면
4)	축구화 바닥	스키 플레이트 바닥
5)	봅슬레이 썰매	사이클 헬멧

 

3. 그림과 같이 용수철저울에 물체를 매달아 물에 서서히 잠기게 하면서 용수철저울의 눈금을 측정하였다.

 

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 골라라.

 

ㄱ. (가)에서 물체에 작용하는 중력의 크기는 15N 이다.

ㄴ. (나)에서 물체 부피의 1/2만큼이 물속에 잠긴 상태이다.

ㄷ. (다)에서 물체에 작용하는 부력의 크기는 9N이다.

 

4~5 그림과 같이 나무 도막을 빗면 위에 올려놓았다.

 

다음 물음에 답하여라.

 

4. 손으로 나무 도막을 빗면 위쪽 B 방향으로 밀어 올릴 때, 나무 도막에 작용하는 마찰력의 방향은 A~E중 어디인지 쓰시오.

 

5. 빗면을 따라 미끄러져 내려오는 나무도막을 손으로 막아 일정한 속력으로 빗면을 따라 내려오내 할 때, 나무 도막에 작용하는 마찰력의 방향은 A~E중 어디인지 쓰시오.

1. 왼쪽, 10N

마찰력은 작용한 힘의 반대 방향으로 작용하고 물체가 움직이지 않고 있으므로 마찰력은 작용한 힘과 같은 크기를 가집니다. 따라서 힘이 작용하는 오른쪽의 반대 방향으로 동일한 크기만큼 작용합니다.

2. 4)

축구화 바닥은 마찰력이 작으면 너무 미끄러워서 뛰질 못합니다. 그래서 마찰력이 커야 유리한 경우가 됩니다. 스키 플레이트 바닥은 마찰력이 작아야 잘 미끄러지겠죠? 그래서 마찰력이 작아야 편리한 경우가 됩니다.

오답공부

1)은 둘다 반대로 되어야 합니다. 스케이트날은 마찰력이 작아야 잘 미끄러질 것이고 배드민턴은 마찰력이 작아야 미끄러지면 제대로 배드민턴을 칠 수가 없으므로 마찰력이 커야 합니다.

2) 수영복은 물과의 마찰력을 줄여주는 것이어야 수영하기가 더 편할 것입니다. 스노보드 바닥의 경우는 마찰력이 작아야 유리한 것은 맞습니다.

3) 사이클 타이어의 경우는 마찰력이 커야 유리한 것이 맞지만 농구공의 표면이 마찰력이 작으면 농구공을 잡으면 미끄러져 기름손이라는 별명이 붙을지도 모릅니다.

5) 봅슬레이 썰매가 마찰력이 커 버리면 썰매가 안 나갈 수도 있겠죠 사이클 헬멧은 공기와의 마찰을 줄여주는게 도움이 되므로 작아야 편리한 경우가 맞습니다.

3. ㄱ, ㄴ

(가)는 물에 잠기기 전이므로 순수하게 중력만 작용하는 상태입니다. (나)와 (다)의 경우를 비교해 보면 다 잠기었을때 9N이라면 전체 부력의 크기는 15N-9N=6N 입니다. 근데 (나)의 경우 작용하는 부력은 15N-3N=12N 이므로 작용하는 부력의 크기가 절반이 되었습니다. 따라서 잠겨진 부분은 (다)의 잠겨진 부분의 절반이 되었다고 판단할 수 있습니다. (다)가 완전히 잠겨져 있는 상태이므로 (나)는 물체 전체 부피의 절반이 잠겨져 있다고 판단할 수 있습니다.

오답공부

전체 물체의 무게는 15N인데 용수철 저울에 작용하는 무게가 9N 이므로 부력은 6N이라고 판단할 수 있습니다.

4. E

손으로 힘을 가해 나무도막을 B방향으로 밀어올리고 있으므로 작용하는 힘의 방향은 B방향입니다. 따라서 마찰력은 물체의 운동을 방해하는 방향으로 작용해야 하므로 E 방향으로 마찰력이 작용합니다.

5. B

문제의 설명은 일단 물체의 운동은 E 방향으로 내려오고 있는 방향으로 되어 있습니다. 또한 일정한 속력으로 빗면을 따라 내려오게 하고 있으므로 등속도 운동을 하고 있습니다. 등속도 운동을 하고 있다는 점은 작용하는 힘이 없다는 뜻입니다. 즉 중력과 마찰력 그리고 손으로 미는 힘이 평형을 이루고 있다는 뜻입니다. 따라서 작용하는 마찰력은 운동하는 방향의 반대 방향인 B 방향입니다.