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질량 m의 공이 h의 높이에서 자유 낙하아여 콘크리트 바닥과 충돌하였다… | [일반기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 2회차
질량 m의 공이 h의 높이에서 자유 낙하아여 콘크리트 바닥과 충돌하였다. 공과 바닥사이의 반발계수를 e라고 할 때, 공이 첫 번째 튀어오른 높이는?
1
√2 eh
2
eh
3
2eh
4
e2h
해설

공이 높이 h에서 자유낙하하여 바닥에 도달할 때의 속도는 v0=2ghv_0 = \sqrt{2gh}이다. 반발계수 e의 정의에 따라 충돌 후 튀어오르는 속도는 v1=ev0=e2ghv_1 = e \cdot v_0 = e\sqrt{2gh}이다. 이 속도로 튀어오른 공이 도달하는 최대 높이를 구하면, 에너지 보존에 의해 v12=2gh1v_1^2 = 2gh_1이므로 h1=v122g=(e2gh)22g=e22gh2g=e2hh_1 = \frac{v_1^2}{2g} = \frac{(e\sqrt{2gh})^2}{2g} = \frac{e^2 \cdot 2gh}{2g} = e^2h이다. 따라서 공이 첫 번째 튀어오른 높이는 e2h이다.

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