작은 공이 그림과 같이 수평면에 비스듬히 충돌한 후 튕겨 나갔을 경우에… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 17년 1회차
작은 공이 그림과 같이 수평면에 비스듬히 충돌한 후 튕겨 나갔을 경우에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 공과 수평면 사이의 마찰, 그리고 공의 회전은 무시하며 반발계수는 1이다.)
1
충돌 직전과 직후, 공의 운동량은 같다.
2
충돌 직전과 직후, 운동에너지는 보존된다.
3
충돌 과정에서 공이 받은 충격량과 수평면이 받은 충격량의 크기는 같다.
4
공의 운동 방향이 수평면과 이루는 각의 크기는 충돌 직전과 직후가 같다.
해설
반발계수가 1인 완전탄성충돌이며 마찰이 없으므로, 수평면과 수직한 방향의 속도 성분만 크기는 같고 방향이 반대로 바뀌며(수평 성분은 불변), 이로 인해 입사각과 반사각이 같아지고 운동에너지도 보존된다. 그러나 충돌 전후 속도(운동량)의 방향이 변하므로 운동량 벡터 자체는 같지 않다 — 즉 보기 1이 틀린 설명이다. 공이 받은 충격량(운동량 변화량)은 수평면이 받은 충격량과 작용-반작용으로 크기가 같으므로 보기 3은 옳다. 따라서 틀린 설명은 1번이다.
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