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1[해양경찰 물리] 25년 1회차
높이 hh = 90 m 에서 질량 mm인 물체를 연직 상방을
향해 속도 15 m/s 로 던져 올렸다. 바닥( hh = 0 m )에
떨어질 때까지 걸리는 시간은? (단, 공기 저항은
무시하고, 중력가속도의 크기는 10 m/s2 이다.)
1
4초
2
6초
3
8초
4
10초
해설

위쪽을 (+)로 두고 변위 −90 m에 대한 등가속도 식을 풀면 바닥까지 6초가 걸린다.

변위 식: Δh=v0t−12gt2\Delta h=v_0t-\dfrac{1}{2}gt^2

대입: −90=15t−5t2-90=15t-5t^2
t2−3t−18=0t^2-3t-18=0
(t−6)(t+3)=0(t-6)(t+3)=0

시간은 양수이므로 t=6 st=6\,\mathrm{s}이며, 처음 던진 방향과 낙하 변위의 부호를 반대로 두어야 한다.

  • 4초를 대입하면 변위가 15×4−5×42=−20 m15\times4-5\times4^2=-20\,\mathrm{m}로 아직 바닥에 닿지 않았다.
  • 8초를 대입하면 −200 m-200\,\mathrm{m}, 10초를 대입하면 −350 m-350\,\mathrm{m}로 바닥보다 훨씬 아래가 되어 성립하지 않는다.

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