9급 지방직 공무원 서울시 물리 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2019년06월15일 1번

[과목 구분 없음]
두 개의 물체 A, B가 수평면 에서 줄에 매달려 각각 등속 원운동을 하고 있다. 물체 A에 의한 원 궤적 반지름은 물체 B에 의한 원 궤적 반지름의 절반이고, 물체 A가 원을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 물체 B가 원을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간의 2배이다. 물체 A의 속력을 vA, 물체 B의 속력을 vB라 할 때, vB/vA의 값은?

  • ① 1/2
  • ② 2
  • ③ 4
  • ④ 8
(정답률: 67%)

문제 해설

원운동에서 주기는 반지름의 제곱에 비례하므로, 물체 A가 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 물체 B가 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간의 제곱의 반만큼이 된다. 즉, A의 주기 TA는 B의 주기 TB의 제곱의 반인 TA = TB/2 이다.

또한, 물체 A와 B의 반지름의 관계는 rA = 2rB 이다.

속력은 반지름과 주기의 관계로 v = 2πr/T 이므로,

vA = 2πrA/TA = 2π(2rB)/(TB/2) = 4πrB/TB = 4vB

따라서, vB/vA = 1/4 이므로 정답은 "4"이다.
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