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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 21년 1회차

그림은 지면으로부터 20 m 높이에서 가만히 떨어뜨린 물체가 자유낙하 도중 물체의 운동 에너지와 지면을 기준으로 하는 중력 퍼텐셜 에너지가 같아지는 순간을 표현한 것이다. 이때 물체의 속력  $v$ [m/s]는? (단, 중력 가속도는 10 m/s²이고, 공기 저항과 물체의 크기는 무시한다)

 $5\sqrt{2}$

 $10\sqrt{2}$

해설

물체의 속력은  $10\sqrt{2}\,\mathrm{m/s}$ 이다.
역학적 에너지 보존으로 운동 에너지와 퍼텐셜 에너지가 같아지는 곳은 처음 퍼텐셜 에너지의 절반, 즉 높이 10 m 지점이다.
떨어진 높이 10 m에서  $\dfrac{1}{2}mv^2=mg\times10$ 
 $v=\sqrt{2\times10\times10}=\sqrt{200}=10\sqrt{2}\,\mathrm{m/s}$

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