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1[일반기계기사 필기] 16년 3회차
그림과 같이 질량 100kg의 상자를 동마찰계수가 μ1=0.2인 길이 2.0m의 바닥 a와 동마찰계수가 μ2=0.3인 길이 2.5m의 바닥 b를 지나 A 지점에서 C 지점까지 밀려고 한다. 사람이 하여야 할 일은 약 몇 J인가?
1
1128 J
2
2256 J
3
3760 J
4
5640 J
해설
사람이 한 일은 두 구간의 마찰력 × 거리를 합한 값으로 약 1128 J 이다.
그림에서 A–B 구간(길이 a)의 마찰계수가 μ1 = 0.2, B–C 구간(길이 b)의 마찰계수가 μ2 = 0.3 이고, 발문에서 a = 2.0 m, b = 2.5 m 다. 수평 바닥이므로 수직항력은 어디서나 N = mg = 100 × 9.81 = 981 N 이다.
W = μ1·mg·a + μ2·mg·b
= 981 × (0.2 × 2.0) + 981 × (0.3 × 2.5)
= 392.4 + 735.8 ≒ 1128 J일정한 속도로 미는 상황이라 운동에너지 변화가 없으므로 사람이 한 일이 곧 마찰로 소모된 일과 같다. 두 구간의 마찰계수와 길이를 서로 바꿔 곱하지 않도록 짝을 확인하자.
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