그림과 같이 수평면 상에서 일정한 각속력 ω로 회전하던 질량 M, 길이… | [변리사 1차] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

회전축에 대한 각운동량 보존으로 풀면 충돌 전 입자의 속력은 $\dfrac{2ML\omega}{3m}$이다.
그림에서 막대는 한쪽 끝을 회전축으로 각속력 $\omega$로 회전하고, 입자는 회전축에서 $\dfrac{L}{2}$ 떨어진 지점으로 막대에 수직하게 들어와 충돌한다. 충돌 직후 두 물체가 모두 정지했으므로 충돌 전 두 각운동량의 합이 0이어야 한다.
끝을 축으로 하는 균일한 막대의 관성모멘트는 $I = \dfrac{1}{3}ML^2$이므로
$\dfrac{1}{3}ML^2\omega = m v \cdot \dfrac{L}{2}$
$v = \dfrac{2ML\omega}{3m}$
입자의 충돌 지점이 축에서 L/2라는 점과 막대의 관성모멘트가 $ML^2/3$이라는 점이 이 문항의 핵심이다.