무게 10kN의 해머(hammer)를 10m의 높이에서 자유 낙하시켜서… | [일반기계기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 15년 3회차

무게 10kN의 해머(hammer)를 10m의 높이에서 자유 낙하시켜서 무게 300N의 말뚝을 50㎝ 박았다. 충돌한 직후에 해머와 말뚝은 일체가 된다고 볼 때 충돌 직후의 속도는 몇 m/s인가?

50.4

20.4

13.6

6.7

해설

충돌 직후 해머와 말뚝이 함께 움직이는 속도는 약 13.6 m/s이다.
낙하 직전 해머의 속도는 자유낙하식으로,
 $v_1=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times9.81\times10}\approx14.0\ \mathrm{m/s}$ 
운동량 보존(완전 비탄성 충돌)을 적용하면,
 $v'=\dfrac{m_1v_1}{m_1+m_2}=\dfrac{\frac{10000}{9.81}\times14.0}{\frac{10000}{9.81}+\frac{300}{9.81}}\approx13.6\ \mathrm{m/s}$

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