모두CBT

줄의 한쪽 끝은 점 \mathbf{O} \,\,에 고정되어 있고, 다른… | [국회직 9급 기계일반] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 기계일반] 23년 1회차
줄의 한쪽 끝은 점 O  \mathbf{O} \,\,에 고정되어 있고, 다른 쪽 끝에는 질량 M\mathbf{M}의 물체가 달려있다. 1자유도 진자운동을 할 때, 옳지 않은 것은? (줄의 길이는 LITER{\mathbf{LITER}}로 일정, 줄의 질량 무시, 중력가속도 g)
문제 이미지
문제 이미지
1
수직 기준선으로부터 각도 θ\theta만큼 진자가 움직였을 때 물체의 위치에너지의 크기 변화는 MgLITER(1−cos⁡θ)Mg LITER ( 1 - \cos \theta )이다.
2
중력가속도는 진자운동의 고유진동수에 영향을 미친다.
3
진자의 선형운동방정식은 LITERθ¨+gθ=0LITER {\ddot{\theta}} + g \theta = 0으로 표현된다.
4
줄이 길수록 고유진동수는 낮아진다.
5
질량 M M \,은 진자운동의 고유진동수에 영향을 미친다.
해설

옳지 않은 설명은 질량 MM이 고유진동수에 영향을 미친다는 것이다. 단진자의 고유진동수에는 질량이 들어가지 않는다.

접선 방향 운동방정식에서 양변의 질량이 약분되고, 작은 각도에서 sin⁡θ≈θ\sin\theta\approx\theta로 선형화한다.
Mℓθ¨+Mgsin⁡θ=0M\ell\ddot{\theta}+Mg\sin\theta=0
ℓθ¨+gθ=0\ell\ddot{\theta}+g\theta=0
ωn=gℓ\omega_{n}=\sqrt{\dfrac{g}{\ell}}

  • 위치에너지 변화가 Mgℓ(1−cos⁡θ)Mg\ell(1-\cos\theta)라는 설명은 맞다. 물체가 ℓ(1−cos⁡θ)\ell(1-\cos\theta)만큼 올라가기 때문이다.
  • 중력가속도가 고유진동수에 영향을 미친다는 설명은 맞다. gg가 식에 들어 있다.
  • 선형 운동방정식이 ℓθ¨+gθ=0\ell\ddot{\theta}+g\theta=0이라는 설명은 맞다. 위 유도 결과와 같다.
  • 줄이 길수록 고유진동수가 낮아진다는 설명은 맞다. ℓ\ell이 분모에 있다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[국회직 9급 기계일반] 23년 1회차 20문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요국회직 9급 기계일반 기출문제 암기장 전체 보기