모두CBT

그림과 같이 질량이 4kg과 2kg인 물체가 도르래를 통해 실로 연결된… | [변리사 1차] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 16년 1회차
그림과 같이 질량이 4kg과 2kg인 물체가 도르래를 통해 실로 연결된 채 정지해 있다. 4kg인 물체와 수평면 사이의 마찰력의 크기는? (단, 중력 가속도의 크기는 10m/s2 이고, 도르래의 마찰과 실의 질량은 무시한다.)
문제 이미지
1
0N
2
10N
3
20N
4
40N
5
60N
해설

계 전체가 정지해 있으므로 4kg 물체에 작용하는 마찰력의 크기는 실의 장력과 같고 그 값은 20N이다.

그림에서 수평면 위의 4kg 물체는 수평한 실로 탁자 모서리의 도르래를 거쳐 연직으로 매달린 2kg 물체와 연결되어 있다. 매달린 물체가 정지해 있으므로 장력은 그 무게와 같다.
T=mg=2 kg×10 m/s2=20 NT = mg = 2\,\mathrm{kg} \times 10\,\mathrm{m/s^2} = 20\,\mathrm{N}

수평면 위의 물체도 정지해 있어 수평 방향 힘의 합이 0이어야 하므로
f=T=20 Nf = T = 20\,\mathrm{N}
4kg이라는 질량은 수직항력과 최대정지마찰력의 한계를 정할 뿐이고, 실제 정지마찰력의 크기는 평형 조건이 결정한다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.