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1[스포츠지도사 2급 필기] 25년 1회차

<보기>에서 임팩트 직후 골프공의 선속도는? (선운동량 보존의 법칙 적용)

<보기>
· 골프 클럽의 질량: 600g, 골프공의 질량: 40g
· 스윙 시 클럽의 임팩트 직전 선속도: 50m/s, 임팩트 직후 선속도: 45m/s (외부에서 따로 작용하는 힘은 없으며, 운동량의 손실 없이 정확하게 전달됨을 가정함)

1

70m/s

2

80m/s

3

75m/s

4

65m/s

해설

선운동량 보존 법칙에 따라 계산하면 임팩트 직후 골프공의 선속도는 75m/s이므로 정답이다.

외부에서 작용하는 힘이 없다고 가정하므로 충돌 전후 클럽과 골프공의 운동량 합은 보존되며, 클럽의 질량 0.6kg과 골프공의 질량 0.04kg을 이용해 식을 세울 수 있다.

임팩트 전 클럽의 운동량은
0.6×50=300.6 \times 50 = 30 kg·m/s이고, 임팩트 후 클럽의 운동량은
0.6×45=270.6 \times 45 = 27 kg·m/s이므로, 골프공에 전달된 운동량은
30−27=330 - 27 = 3 kg·m/s이다.

따라서 골프공의 속도는
v=30.04=75v = \dfrac{3}{0.04} = 75 m/s이다.

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