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1[해양경찰 물리] 26년 3회차
20 m/s20\,m/s의 속력으로 날아오는 200 g200\,g의 야구공을 배트로 쳐서, 공을 던진 투수를 향해 30 m/s30\,m/s의 속력으로 되돌려 보냈다. 이때 배트로부터 야구공에 가해진 충격량의 크기[ N⋅sN\cdot s ]는?
1
2 N⋅sN\cdot s
2
6 N⋅sN\cdot s
3
10 N⋅sN\cdot s
4
14 N⋅sN\cdot s
해설

배트가 야구공에 가한 충격량의 크기는 10 N⋅s10\,\mathrm{N\cdot s}이다.

충격량은 운동량의 변화량이고, 공이 되돌아가므로 처음 속도와 나중 속도의 부호를 반대로 넣는다. 되돌아가는 방향을 +로 잡고 질량을 0.2 kg0.2\,\mathrm{kg}으로 바꾼다.

I=m(v2−v1)I = m(v_2 - v_1)
=0.2×{30−(−20)}= 0.2 \times \{30 - (-20)\}
=0.2×50=10 N⋅s= 0.2 \times 50 = 10\,\mathrm{N\cdot s}

  • 2 N⋅s2\,\mathrm{N\cdot s}: 방향을 고려하지 않고 속력의 차 10 m/s10\,\mathrm{m/s}만 곱한 값이다.
  • 6 N⋅s6\,\mathrm{N\cdot s}: 나중 운동량만 계산한 값으로, 처음 운동량이 빠져 있다.
  • 14 N⋅s14\,\mathrm{N\cdot s}: 두 속도의 부호를 어떻게 잡아도 운동량 변화량으로 나오지 않는 값이다.

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