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1[일반기계기사 필기] 21년 1회차
자동차 B, C가 브레이크가 풀린 채 정지하고 있다. 이때 자동차 A가 1.5m/s의 속력으로 B와 충돌하면, 이후 B와 C가 다시 충돌하게 되어 결국 3대의 자동차가 연쇄 충돌하게 된다. 이때 B와 C가 충돌한 직후 자동차 C의 속도는 약 몇 m/s인가? (단, 모든 자동차 간 반발계수는 e=0.75이고, 모든 자동차는 같은 종류로 질량이 같다.)
문제 이미지
1
0.16
2
0.39
3
1.15
4
1.31
해설

연쇄 충돌 후 C의 속도는 약 1.15 m/s다. 그림처럼 A만 1.5 m/s로 달리고 B·C는 정지해 있으므로, 충돌을 A-B, B-C 두 번으로 나눠 순서대로 푼다.

질량이 같은 두 물체의 정면충돌에서 운동량 보존과 반발계수 정의를 연립하면, 정지해 있던 쪽이 얻는 속도는 v=1+e2vv'=\dfrac{1+e}{2}v가 된다.

A가 B를 칠 때: vB=1+0.752×1.5=1.3125 m/sv_B=\dfrac{1+0.75}{2}\times 1.5=1.3125\ \mathrm{m/s}
이어서 B가 C를 칠 때: vC=1+0.752×1.31251.148 m/sv_C=\dfrac{1+0.75}{2}\times 1.3125\approx 1.148\ \mathrm{m/s}

같은 계수 0.875가 두 번 곱해지는 구조이므로 1.5×0.87521.15 m/s1.5\times 0.875^{2}\approx 1.15\ \mathrm{m/s}로 한 번에 계산해도 된다.

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